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钛材料冶金缺陷

发布时间:2008-08-02 00:00 作者:互联网 来源:百科
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钛材料冶金缺陷(metallurgical defect in titanium material)在钛材料的锭、坯和制品中,由于冶金的原因而形成的缺陷。一般分为内部缺陷和表面缺陷。内部缺陷包括夹杂、偏析、分层、内部裂纹、疏松、缩孔、组织不均

钛材料冶金缺陷(metallurgical  defect  in  titanium  material)

材料的锭、坯和制品中,由于冶的原因而形成的缺陷。一般分为内部缺陷和表面缺陷。内部缺陷包括夹杂、偏析分层、内部裂纹疏松缩孔、组织不均匀、组织粗大、过热等。表面的缺陷有裂纹、起皮、折叠、划伤、压坑、表面污染层等。上述缺陷,有些在随后的压力加工或等静压处理中是可以消除的,有些是不能消除的。零件的工作条件不同,对材料的要求也不同,同样的缺陷,对于重要用途的航空、航天用材,要受到更严格的控制。根据钛材料的特性,主要有夹杂、偏析和组织不均匀、组织粗大等几种缺陷。

夹杂      锭、坯和制品中没完全熔化的颗粒。分为金属夹杂和非金属夹杂。

(1)金属夹杂。主要是没完全熔化的高熔点金属或固溶体,例如以及硬质合金刀头等碎块。这种夹杂不易被钛合金常用的一般腐蚀剂腐蚀。图1为钨夹杂,在金相试片上呈现出比基体组织光亮的斑块。斑块的显微组织明显高于基体。金属夹杂通常在材料随后的机加工过程中暴露出来。这类缺陷可以用超声探伤、X光探伤和高低倍组织检验方法进行检查。金属夹杂的产生,源于电极制备过程。它的产生原因可能是:由于配料时高熔点组元合金料的加入方法不合适,也可能是电极中混入了难熔金属块,或者是混入了粘有硬质合金刀头碎块的车屑;若在电极焊接时采用钨极氩弧焊,掉落在电极上的钨极碎块也会形成金属夹杂。因此必须严格控制电极制备过程,包括采用合理的中间合金配料并控制其粒度;加强原料管理,避免异物混入;电极焊接采用等离子焊接等其他焊接方法;车屑破碎后用强磁选的方法去除硬质合金刀头碎块,加强对返回料的管理和检验等。

(2)非金属夹杂。图2主要是氧化物或氮化物等的不熔块。在金相试样上表现为光亮的点状、条状。常伴随以材料的不连续性。这类夹杂脆性大,变形过程中在缺陷部位易产生疏松、空穴、分层或裂纹,其形态与α 层相似,并逐渐过渡到材料的正常组织。这类缺陷可用超声探伤、高低倍组织检验方法进行检查。非金属夹杂的产生也与电极制备过程有关,在制备电极时,混入了海绵钛的燃烧颗粒和氧化颗粒,或者混入了中间合金的渣块,使用了不合格的返回料等。为避免非金属夹杂,必须严格控制海绵钛、中间合金和返回料的质量,必要时可用人工筛选,同时防止电极焊接时的氧化对减少非金属夹杂的产生也是很重要的。金属夹杂和非金属夹杂影响力学性能,在变形和使用过程中容易引起裂纹,因此对航空、航天用材料其组织中不允许有肉眼可见的夹杂。

 


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