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2024

【材料课堂】钛及其合金的制备方法

作者：

一、材料概述

钛（Titanium），元素周期表第4周期第四族过渡金属元素，元素符号Ti，原子序数22，相对原子质量47.867。钛是坚硬有光泽的银白色金属，有六方的α相和立方的β相。相对密度为4.506，熔点1668℃，沸点3287℃，电阻率42x10??Ω·m（20℃）。

钛具有十分优异的性能，因而得到了广泛应用。其应用领域主要有：航空航天、舰船制造、化工石化、交通运输、兵器、海洋、电力、建筑、冶金、医疗、运动器械、生活用品和轻工业等。

金相检验是钛合金产品质量检验和工艺研究的重要手段。钛合金的塑性使其极容易产生变形和划痕，在研磨和抛光阶段特别容易使试样表面产生涂抹，尤其是后面的精抛很难将一些细微的划痕去除。

二、制备指南

切割

切割钛合金的要点是使用切钛专用切割片，从而获得一个无毛刺、浅变形层的切割面。

特鲁利切钛专用——S10碳化硅砂轮切割片

不同尺寸的试样应选择相应的设备，如有条件应尽可能使用自动切割机在脉冲模式下进行切割，可以获得比手切更好的效果。切割过程中切削液一定要充分喷淋。

推荐设备：

TableCUT-200 手自一体精密切割机

镶嵌

钛合金热镶和冷镶皆可。一般情况可使用TJ2232进行热镶或TJ2221等进行冷镶。若有保边要求则应选用保边型镶嵌料，如热镶的TJ2237环氧树脂或冷镶的TJ2568AB环氧树脂胶。热镶时若选用自动热压镶嵌机则不仅效果更好而且时间更短。

推荐设备：

MT-1H自动热镶嵌机

磨抛

镶嵌好的试样可以从P400碳化硅砂纸磨起，研磨要充分，确保将上道研磨产生的变形层去除。由于钛合金的塑性非常好，很容易产生变形和划痕，所以粗抛时间可以适当长一点，最后的精抛要进行机械化学抛光才能将细微的划痕去除。一般来说就是在二氧化硅的精抛液里加入10~30%左右的30%浓度的双氧水进行机械化学抛光。

磨料	碳化硅砂纸	YS-JP抛光布	ZN-ZP抛光布
磨料	P400 P800 P1200 P2000 P2500	3um MD-W金刚石抛光液	0.05um AO-439二氧化硅抛光液
润滑	水	PL-W抛光润滑液	/
压力/N	20	20	15
转速/rpm	90/90	80/150	80/120
转向	同向	同向	反向
时间	2min	5-10min	2-5min
以上工艺适用于φ30mm试样；二氧化硅抛光液中加入10~30%浓度为30%的双氧水。