tİtanyum ve alaŞimlarinin metalografİsİ ve mİkroyapilari

7/31/2019 TTANYUM VE ALAIMLARININ METALOGRAFS VE MKROYAPILARI

1/57

TTANYUM VE ALAIMLARININ METALOGRAFS VE MKROYAPILARI

Metalografi zaman, kaynak ve son rn ya da soruturmann amacn arasndauzlamalarieren ok deikenli karmak bir sretir. Bir retim kalite kontrol laboratuar,birtitreimli parlatc ile numune hazrlama gerektirmeyebilir rnein, biraratrmalaboratuvar, titreimli cilalama daha fazla zaman alan yntem yararl

olabilir. retim iin bir laboratuvar, ayn zamandamanuel cilalama trainingexperience yararlanabilir, ya dayarotomatik polisaj parlatma makineleri ile yaplabilir. Biraz saduyu ve planlama,mkemmel metalografik numune titanyum ve alamlar k mikroskobu iin ksasrederetilebilir. Bu makale, titanyum metalografik numunehazrlama temellerini aklar.Temsilci mikrograflar da alamsz titanyum alamlar alfa, alfa-beta alamlar, ve betatitanyum alamlar dahil olan titanyum alamlar her snfiin sunulmutur. Metalografititanyum alamlarnn metalografik Numunehazrlama de Referans 1 ve 2 'de daha detayl olarak tarif edilmektedir.

Bu blmde bahsedilen referanslar1. G.F. Vander Voort, Metalografi: lkeler ve Uygulama, McGraw-Hill,1984, ASMInternational, 1999 yeniden basld

2. Struers Metalografik Uygulama Rehberi: Titanyum Alamlar, Struers

Titanyum Alamlar TrleriTitanyum bir allotropic elementidir; olmas, bunun, birden fazla kristalografik formundamevcuttur. Oda scaklnda, titanyum "alfa" aamas denir altgen bir sk paket (hcp) kristalyapya sahiptir. Bu yap da, "beta" aamasnda adl bir vcut-merkezli kbik (bcc) kristal yap,dnr "883 C" (1621 F). Alam elementleri genellikle alfa veya beta stabilizatr olaraksnflandrlabilir. rnein alminyum ve oksijen gibi alfa stabilizatrler, alfa faz kararlkalmasn salayan scakl artar. Byle vanadyum ve molibden, dk scaklklarda beta fazstabilitesinde sonucu olarak beta stabilizatrler,. Bir alfa-beta faz (ya da btn-alfa faz) tmbeta Bu dnm scaklnda beta transus scaklnda olarak bilinir. Beta transus malzemenin% 100 beta olan en dk scakl denge olarak tanmlanr. Beta transus scaklnn altnda,malzemenin baz beta stabilizatrler ieriyorsa, titanyum + bir karm olacaktr, ya da

herhangi bir beta stabilizatrler ieriyorsa, bu tm alfa olacaktr. Ilem ve sl ilem, genelliklebeta transus yukarda veya aada baz artan scaklnda referans ile gerekletirilmektedir,nk beta transus, nemlidir. Alfa kristal yap ve tercih beta transus scaklna ykseltmektarafndan stabilize alam elemanlarnn alminyum, galyum, germanyum, oksijen, karbon veazot ierir. Elemanlarnn iki grup dnm scakl drerek beta kristal yap stabilize.Betaisomorf grubu molibden, vanadyum, tantal, niyobyum ve de dahil olmak zere beta fazkartrlabilirken elemanlar ierir. Dier grup gibi 333 C'ye kadar (600 F) saf titanyumgei scakl altnda tektoid scaklklar, titanyum tektoid sistemleri oluturur.tektoid grupmanganez, demir, krom, kobalt, nikel, bakr, ve silisyum ierir. Genellikle titanyum alamldier iki elemanlar kalay ve zirkonyum vardr. Bu elementler alfa ve beta aamalarndakapsaml kat znme yeteneine sahip. Onlar gl faz istikrar tevik olmasa da, onlardnm oranlar geciktirir ve ajanlar glendirilmesi olarak faydaldr. AlamSnflar. Titanyum alamlar genellikle alfa alamlar, alfa-beta alamlar ve beta alamlarolarak snflandrlmtr. Alpha alamlar aslnda bir all-alfa mikroyap var. Beta alamlarmaddenin kk hacimli beta fazn martensitik bozunma olmadan beta transus yukardan,buzlu su ierisine sndrld edilebilecei bu alamlar vardr. Alfa-beta alamlar, odascaklnda beta ve alfa fazlar bir karmn ierirler.Byle Ti-8AL-1MO-1V olarak alfa-betasnf, daha az 2-3% beta ieren bir alam, ayn zamanda, bir "yakn-alfa" ya da "sper-alfa"alam olarak ifade edilebilir iindeki. Alfa alamlarnda balca alam elementleri alminyum(oksijen ticari saf titanyum temel alam elementidir), ama baz alfa alamlar ve ou ticarisaf (alamsz) titanyum beta-dengeleyici unsurlar az miktarda ierir. Benzer ekilde, betaalamlar beta stabilizatrler ek olarak glendiriciler olarak alfa-dengeleyici elemanlar azmiktarda ierebilir.


2/57

Beta alamlar daha beta ayrlm ve "yakn-beta." Olabilir Bu ayrm alam yakn bir beta(yasz) ise meydana gelen faz dnmleri, reaksiyon kinetii ve ileme farkl olabilecei iin,gerekli Byle byle Ti-13V-11Cr-3AL olarak, Ti-10V-2Fe-3AL, ya zengin bir beta alamalam. Metalurji, seme, ileme ve titanyum alamlar uygulanmas ile ilgili dier bilgiler yeralrRef 3 ve zellikleri ve Seiminde: Demird alamlar ve zel Amal Malzemeler, ASMHandbook of Volume 2 (bkz. rnein, makaleleri "Titanyum ve alamlar Ferforje" ve"Titanyum ve Titanyum Alaml Dkm").

Bu blmde bahsedilen Referans3. MJ Donachie, Jr, Titanyum: A Teknik Klavuz, 2. basm, ASM International, 2000.

Numune HazrlamaNumune hazrlanmas ok detayl aamadan olumaktadr.Sonparlatma admaratrmac ihtiyalarn tarafndan tahrik edilirken rnekhazrlama ilk aamalarnda, ekipman baldr. Yeterli dikkat bozulabilir heradm veya bitmi montaj kalitesidenmelidir.Tesis ve ekipman mevcutve soruturmann amac: Seilen yntem, ikifaktre baldr. Zaman bir retimortamnda gibi basarak, ya da tesisler gibi ayrntlolmayabilir birniversite retim laboratuarnda olmayabilir bir aratrma ortamnda kullanlan yntemlerarasnda byk bir fark vardr.Kesit. Titanyum metalografik numune kesit iin ortak yntemler bant, andrc kesmetekerlekgrd ve yava hzda wafering jantlar yer alyor. Bant testere titanyum malzemeuygulananbir dili bak ve yksek basn kullanarak yava bak hz ile yaplmaldr.Yksekbir hzda bak ve dk basn i paras iin tatbik edilmesi, souki eklindehasar muhtemelen gzlenen edilmesini doru mikro nlenmesi, rnek olarak tantlacak.Her kesim yntemleri ile, soutucunun yeterli miktarda numune iine s hasar giriininlemek iinkullanlmaldr. Zmpara kesme tekerlekleri yumuak kauuk gmrklandrc olmaldr.Lastik-gmrkl tekerlein erozyon srekli taze bir kesim yzeyisalamakve bak zerinde yklenmesini titanyum enkaz nleyecektir. Donukbir grupbak kullanlr veya andrc bir bak enkaz kesim ile yklenipyklenmediini grdm, numune ar snma ve souk iten zarar grr. ekil 1,

bir andrc cut-off ark ile kesilmi olan bir kesit kenarna gsterir.

"ekil. 1" Ti-6Al-4V rnek andrc testere kesme kenar boyunca kesit.Yzeyde ince birtabaka olarak grlen uygun numune hazrlama iin kaldrma gerektiren rahatszmalzeme az 5


3/57

mm derinlik yok unutmayn. Bu katman ticari saf titanyum derin ve ayrt etmek daha zorolacaktr.

Montaj.rnek de yarna yeterli yapma salamak iin montaj ncesinde yadan arndrlmalve kurutulmaldr. Dikkatli bir deerlendirme, ayn zamanda,uygun metalrjibalama yapmak iin gereklidir.nceliiniz enuygun montaj orta semektir. Titanyumok abrasionresistant malzeme, ve titanyum birkalite metalografik rnek retmek iindoru monte esastr. Montaj malzeme seimi kenarkeskinlii ve montaj yzey dzgnl zerinde nemli biretkiye sahiptir.Uygun yarna kullanlmamas halindeyoksul kenar keskinlii ilesonulanan, montaj ve rnek arasndaki arayzn yuvarlamaneden olabilir. Ayrca, genelolarak monte yzeyinin yuvarlama ya yzeylerinin neden olabilir.(Montaj ve kenar keskinlii hakknda daha fazla bilgi iinbu Cilt "rneklerinin Montaj"makalesine bakn.)Bir montaj malzemesi seerken, bir mineral veya cam-scak-sktrma termoset reinekullanlmas tavsiyeedilir.Dolu reine maliyeti geleneksel bakalit veya epoksi reinedaha yksek olmaklabirlikte dolgu yakn numune ve montaj anma direnci uyumsalargibi, dolu reine performans, stndr.Maliyet-gelir oran dolu reineler effaflk gereklideildir iyi bir seimdir. effaflk gerekli veya boluklar karmak bir ekle sahipbirparas olarak mevcut olduunda, bu tr bir ak bir epoksi gibi alternatif bir souk-ayarmalzemenin kullanlmas gereklidir. Bu, "ekil. 2" boluk olarak rnek boluklar vedzensizlikler iine emdirilmi vakum olabilir.

ek. 2 Bu mikrograf kenar keskinlii zerine montaj hatalarna etkisini gsterir.Havakabarc ve montaj malzemeleri boluudoldurdu keskin kenarnda kenar yuvarlamaunutmayn. Bu iyi kalitede montaj teknikleri vemalzemeleri nemini gstermektedir.

kinci dikkate balama pozisyonu ve numune saysn gsterir rnek biryaplandrmavardr. Bu Cilt "rnekleri, montaj" madde daha detayl olarak tarif edildiigibi parlatmayntemi, rnek bir yaplandrma belirleyebilir. Genelolarak, cilalama yntemleri tipvardr:"Sabit" numune tutucu dzenlenen rnekleri ile Yar otomatik parlatma makinesi (ekil 3a)Bir "nonfixed" numune tutucu dzenlenen rnekleri ile Yar otomatik parlatma makinesi(ekil3b) Manuel veya el parlatma


4/57

". ekil 3": yar otomatik parlatma makineleri iin rnek tutucular. merkezibir stunuygulanan yk ile (a) Sabit-numune tutucu. Bir montaj zerine uygulanan ykile (b)Nonfixed numune tayc plaka.

Bir yar otomatik makine iinde sabit bir numune tutucusuile parlatma parlatmamerdane etrafnda hareket eden bir numune tutucu KESMEKPMANLARI elde edilir.Bu yntemde, monte rnekleri kat bir numunetutucu iinde yerletiini ve merkezi kuvvet ykleme merkezi bir stunzerinden tutucuya tm rnekler iin uygulanr. Bu yntemde, ya da alt monteedilen rnekleri simetrik parlatma sonra numuneler iyidzlemsellik salamakiin tutucu yerletirilmesi gerekir.rnekleri numunetutucusu iledzlem iinde tutulur olarak monte yzey bu ekilde, dz kalr. Bu yntem eniyi kenar keskinlii ve dzgnlk salar ve verimlilik daha byk miktarlara operatrleriiinnerilen numune hazrlama yntemidir. Bu yntemde, her bir balama sadecebir rnekierebilir.Yar otomatik nonfixed (ya da bireysel kuvvet) ynteminde, numuneler birtutacak (ince levha) bir delik oturmak ve bir piston alma yzeyi kar her numuneaa

gelir ve presler. Bu durumda, iki ya da daha fazla rneklerin her zaman (ekil 4)her birbalama konulmaldr. Ileri geri sallayn eiliminde olmayacak ekilde montaj hertarafnda onlar merkezleme olarak, rnekler montaj destekler.Sonu daha iyi kenarkeskinlii ile rnek dz olduunu. Bu hala sabit bir yntem olarak iyi deil. Tek bir rnekbir montaj merkezinde monte asla.Sonu genellikle yoksul kenar keskinlii ile bir dbkey ve /veya ynl montaj yzeyi.Montaj, kk, sert numune, yuvarlama montajyzeyive kenar aalayc kalitesi hakknda ileri geri sallanmaya eilimi olacaktr. Bukonveksyzeye mikro grnm zerinde olumsuz bir etkisi olacaktr.Sahipleri iki kkrnekleriile benzer lekli montaj mmkn dz bir rnei hazrlamakzere yapm,sallanan etkisini azaltacaktr.


5/57

"ekil. 4" Da olmayan bir sabit numune tayc plaka ile emiautomated parlatc manuelparlatma veya parlatma iin iki numune ile.

Manuel veya el parlatma yar otomatik nonfixed yntemine benzer. ki ya da daha fazlarnekleri zaman her bir rnek olarak monte edilmesi gerekir. Tek fark el hazrl iin montajtitanyum ktlesi talama kolaylatrmak ve montaj birrnek uygulanan basn korumak iinasgari dzeyde tutulmas gerektiidir.Talama. Talama amac kesit srecinin yol at hasar kaldrmaktr. rnek iine kadar zarartantmak deil, yava-hzl wafering olarak Kesit yntemleri, geni tme ve azalma numunehazrlama sresi gerekmez.

Semiautomated bir numune tayc plaka veya sabit tutucu talama uygulamal elmassspansiyon iin tasarlanm zel kaplamalar ile elmas gml plakalar veya plakalarkullanarak semiautomated parlatclar ile yaplabilir. Otomatik talama ile kullanlmak zerepiyasaya elmas plakalar geni bir rn yelpazesine vardr.Iin 20-30 cm (8-12 in), elmas gml merdane, aadaki parametrelerkullanlmaldr.Parann karmakl, kaldrlacak malzeme miktar ve mevcut zamana bal birtalama ilemi gerekletirmek iin birok yolu vardr unutmayn. u admlar eitlikombinasyonlar kullanlabilir: Hz


6/57

Kat rnek tutarken kontrol edilebilir kadar basn uygulayn. Yksek basn ve yava hzolumlu sonular retecektir. Ortak bir kum ilerlemesi dizisi 120 (veya 240), 320, ve 600 bir kum. Kesit alma ilemi inceprzsz yz retir ise, 320 veya 600 kum katlar ile talama ilemini balatmak mmkn,ancak tm kesim hasar ortadan kaldrmak iin yeterli malzeme kaldrma olmaldr. Her zaman s hasar nlemek iin soutma veya su yeterli miktarda kullann.Parlatma iki aamadan, ara lehe ve son cilas iine blnebilir. Parlatma amac yava yavahasar eser miktarda ve tme ilemleri srasnda tantlan yzey izik kaldrmaktr. Yine, farklilemleri uygun olabilir ara ve son parlatma ilemi iin belgelenmi saysz yntemvardr. Aada listesi prosedrleri bir ka tartmaktadr.Ktye parlatma bir rnei, andrmasonra "ek. 5 'de gsterilmitir. Ar dalama poor numune hazrlama dzeltemezsiniz.

"ekil. 5" 45 s Kroll'un reaktifi ile Etched. Bir lekeli ve izik yzey sonulanan bir Ti-6Al-4Vraptiye ktye kullanabilirler parlatlm rnek. Ar dalama poor numune hazrlamadzeltemezsiniz. Mikroyap ve kenar yuvarlama ciddi bozulma unutmayn.

Orta parlatma kpr adm veya talama ve


7/57

6) in bana 10 ila 14 oluklar bir boluk kesilir iine merdane zerine dklr. Parlatma 5mikron alminyum ve hidrojen peroksit ile yaplan bir macun ile yaplr . macun ile parlatmaiken,% 3 hidrojen peroksit (veya koruyucu eldivenler ile yksek yzde) der tekeruygulanabilir. hidrojen peroksit yksek yzdeler daha etkili olabilir. baka bir yolu alminapasta ile parlatmak iin, takip Bir Kroll'un andrma, temiz bir mikro grlebilir kadar bu dngtekrar. bu admlar bir kombinasyonu gibi etkili kantlayabilirim. Bu yntem otomatikparlatclar olmayan laboratuvarlar iin ok etkili olduu kantlanmtr. Balmumu tekerlekkk laboratuar iin mkemmel bir seim olacaktr veya snf.

"ekil 6.": Kabartma yivler ile 200 cm (8 in) balmumu tekerlekFinal Parlatma. Son parlatma iin yntem vardr: El parlatma, semiautomated vetitreimli parlatma. % 3 hidrojen peroksitve alumina sspansiyon nceden kartrlm bir0.05 mikron,% 10 zelti,bir 50/50 karm parlatma yandan kullanlr. Bu sspansiyonlarbirok tedariki edinilebilir.Bir ekerleme bez veya kapal hcreli kimyasal direnli kpk ped nerilir. Artan kenar

keskinlii iin bir Dacron veya polyester kuma tercih edilir.Bir yar otomatik bir yntem, ou titanyum alamlar gibi ticari olarak saf hidrrler iin kontroldeildir (CP) titanyum iin kullanlr. % 3 hidrojen peroksit ve almina sspansiyon premixseyreltilmi bir 0.05 mikron ayn 50/50 karm, kapal hcreli kimyasal direnli kpk ped(neopren kauuk kuma) kullanlr. Tekerlek hz 120 ila 150 rpm olmal ve kuvvet 38 mmbana


8/57

rnek: Cila Yntemleri Karlatrlmas. Bir beta-tavlanm Ti-6Al-4V yapsnn Mikrografikleridiraada tarif edildii gibi farkl parlatma preparatlar iin "ek. 7" 'de gsterilmitir. Herprosedr farkl bir ama iin tasarlanmtr.


9/57


10/57

". ekil 7": transus yukardan frn souduktan sonra bir beta matris Widmansttten alfa ile Ti-6Al-4V alam. Beta-tavlama scaklnda 1040 C de(1900 F). Numunelerdeforme malzemenin karlmas, kenar retansiyon optimize etmekiin (b) drt aamal bir yntem ya da (c) aamal optimize etmek iin (a) drt aamalbir yntem ileparlatma sonra, 15 s okzalik boyama reaktifi ile dalanmtr durumagetirme hazrlk sresi iin semiautomated yntemi (karanlk blgelerde detay eksiklii dikkatedin).Parlatma ilemleri aklamas iin metne baknz.

Deforme Malzeme Kaldrma (ekil 7a) optimize etmek Parlatma. Burnekte, cilalamadeforme malzemenin karlmas iin optimize drt aamal bir yntemilegerekletirildi. Bu yntem genel cila kalitesi iin en iyisi:1. 200 grit elmas gml merdane2. 9 mikron zel talama levhas3. 3 mikron polyester kuma4. Ksa kestirmek sentetik kuma remix 0.05 mikron alminyum sspansiyon% 10solsyon vibrasyonlu parlatc 16 saatKenar Tutma (ekil 7b) optimize etmek Parlatma. Bu rnekte, aynmalzeme veandrma kullanlr, ancak parlatma kenarnn tutulmas optimize etmek iin,aadaki drt aamal bir yntem ile gerekletirildi:

1. 220 grit elmas gml merdane2. 9 mikron zel talama levhas3. 3 mikron polyester kuma4. Olmayan ekerleme polyester bez ve premix 0.05 mikron alminyum sspansiyon% 10solsyon vibrasyonlu parlatc 1 saatBaka bir rnek ek. 8 925 tedavi Ti-6Al-4V malzeme zm C (1700 F) ve yalar.Bu kenarkeskinlii iin drt aamal bir yntem ile parlatlr edildi. Bu sondaj deformetane yaps ortayakarmak iin andrma oksalik renk tonuile kaznm oldu. ekil 8 (a)310 mikron arasnda bir derinlie kadar rahatsz mikro ilekantland gibi souk biralma derinlii gsterir. ekil 8 (b) karlatrma iin normalbir mikro gsterir.


11/57

". ekil 8": Tedavi zm sondaj tane yaps deforme olmu ve Ti-6Al-4V ya. zmtedavisi 925 C'de (1700 F) ve yalar. Parlatma kenar keskinlii iin drtaamal bir yntem olduunu ve bu sondaj deforme tane yaps ortaya karmakiin andrmaoksalik renk tonu ile kaznm oldu. 310 mikron derinliekadar rahatsz mikroyap ile kantland gibi souk i (a) Derinlik. Karlatrmaiin (b) Normal mikro.

Hazrlk sresi (ekil 7c) optimize etmek Parlatma. Bu rnekte, aynmalzeme veandrma kullanlr. Parlatma hazrlk sresi optimize etmekiin adm, semiautomatedyntemi ile gerekletirildi:1. 220 grit elmas gml merdane2. 9 mikron zel talama levhas3. % 3 hidrojen peroksit ve almina sspansiyon premix bir 0.05 um 50/50 karm ilekapal

hcre kimyasal direnli kpk ped.Numune hazrlamak iin Toplam sre az 20 dk. Bir ara 3 um polyester bezi admilavesiyle dahada bu ilem iyiletirmek dikkat ediniz. Ayrca "ekil. 7(c)" karanlkblgelerde detay eksiklii dikkat.Asitleme. Aklayc titanyum alaml mikro iin asitleme ok sayda seenek vardr."Tablo 1",eitli asitleme listeler, ve daha geni bir listesini de Referans 1 iinde yer alr. Ancak, bumakalede kolayca herhangi bir laboratuvarda neredeyse tm ihtiyalarnileyebilir asitleme tip zerinde duruluyor. asitleme Kroll'un vardrreaktif ve iki renk tonu etches: bir oksalik asit tonu etch ve etch biramonyum biflorit(ABF) tonu (Tablo 2).


12/57

"Tablo 1": titanyum ve titanyum alamlar muayenesi iin asitleme

(a) ki aamal etch prosedr: Ya (gerekirse) ve temiz, yzey suyu-break cretsizdiremin. 2-3 dakika boyunca 45-55 C (110-135 F) zm (1) brakn ve temiz souk suyla iyicedurulayn. 1-2 dakika iinoda scaklnda kartrlm solsyon banyosunda(2) iinde brakn. Temiz souk suyla iyicedurulayn, 90-100 temiz scak su ile iyice durulayn C (190-210 F), temiz basnl havaile kuru bir darbe. zmler tazekullanlmas gerekir.

(b) Birinci asitlenmesi lekeleri faz; ikinci asitlenmesi lekeyi kaldrr.

"Tablo 2 ': titanyum metalografi ou uygulamada uygun mikro asitleme tipikkompozisyonlar


13/57

Andrma sresi alam ve rnek sl ilem durumuna bal

olarak deiecektir. Bulaboratuvarda baarl dalama uygulamalarn belgelemek iin iyi biruygulamadr.Tonuasitleme kullanrken, dalama sonra rnek ubukla deil nemlidir. Sadece lk musluk suyu ile ykayn. Herhangi bir srnt veya temas yzeyi rahatsz edecektir.Asitlenmesi rnleri tahl ynn vurgulamak. Souk i (plastik ve elastikdeformasyon)numune hazrlama gelen braklr numunelerzerinde ton asitleme kullanm tavsiye edilmez. Kroll'un reaktifi bu durumda daha balayc. asitleme tarafndan gelitirilen kontrast yaplarnn karlatrlmas veya koullarnn, tip gsterilir: Kaln tabakal yap beta T-6Al-4V 1035 at tavlama serin yava frn sonra C (1900 F)Kroll'un reaktif ve renk tonu etches gsterdii (ekil 9)Ti-6Al-4V plaka havada alt yaps 885 at Isl ilemden sonra soutulur C (1625 F)Kroll'un reaktif ve renk tonu etches gsterdii (ekil 10)Kroll'un reaktif ve renk tonu etches ortaya dvme bir alfa / beta Bimodal yapstemsilcisi

(ekil 11).Transforme beta bir matris, aka bir ilave gsterildii gibi bir lamelli alfa /beta yaps"ek. 11 (c) 'in" ek. 11 (b) "-primer alfa k faz


14/57


15/57


16/57


17/57

". ekil 11": Ti-6Al-4V kalp dvme, deirmen-tavlanr. etch (a) Amonyum biflorit tonu,60s. Biraz polarize k aydnlatma indirdi. (b) Kroll'un reaktifi, 15 s. Biraz polarizekaydnlatma indirdi. etch (c) Oksalik tonu, 15 s. Biraz polarize k aydnlatma indirdi."ekil 12, 13, 14 ve 15" bir Ti-6Al-4V tedavi zmve haddelenmi konular ile yaraptiye tm vardr. rnekler okzalik asit ve Kroll'un reaktifi herikisi ile kaznmgsterilmitir. Her iki asitleme overetching olmadan inceayrntlar gsterir. Ancak, bukonular haddeleme gelen souk almalar nedeniyle titanyumalam balant elemanlar iinde kaznm mikro gstermek zordur. "ekil 12" ve"ekil 13" iplik kretalan gsterir.Souk i byk olan kret de hafif yaps unutmayn.

"ekil 12".: 15 sn andrma Oksalik tonu. Ti-6Al-4V raptiye zm muamele ve ya. 1saat titreimli parlatc, olmayan ekerleme polyester bez ve almina. Not: monteedilenparalar sulu rodamin boyal epoksi emdirilmi vakum idi. Not: Bir haddelenmi evreiintipik olan kret kuca.

"ekil 13".: 15 sn Kroll'un reaktifi ile Etched. Ti-6Al-4V raptiye zm muamele ve ya. 1saat titreimli parlatc, olmayan ekerleme polyester bez ve almina. Not:Birhaddelenmi evre iin tipik olan kret kuca.


18/57

". ekil 14": 15 s Kroll'un reaktifi ile Etched. Ti-6Al-4V raptiye zm muamele ve ya. 1saat titreimli parlatc, olmayan ekerleme polyester bez ve almina.

". ekil 15": 15 sn andrma Oksalik tonu. Ti-6Al-4V raptiye zm muamele ve ya. 1saat titreimli parlatc, olmayan ekerleme polyester bez ve almina. Not:Bu montajhidratl, rodamin boyal epoksi emdirilmi boluk ortaya kt.

Kroll'un reaktifi, titanyum alamlar (Tablo 2) zerindeki en yaygn olarak kullanlanasitlenmesive reaktifi, alfa-beta alamlarnda genel mikro ortaya karmak iin kullanlr.Bu, nispetendk bir kontrast etchant olup. "ekil 16" (Kroll'un) reaktifi ile etch iddetideien ayn Ti-6Al-4V ar yalanm plakadan kaznm mikro rneklerini gsterir.Dalayc zaman detay ve

kontrast arasnda bir uzlamadr. Uzun andrma kat daha fazla kontrast neden ise daha ksasrelerde, daha fazla detay ortaya koyuyor. Sresi arttka andrma gibi, tm detay (bkz.ekil. 16d) kontrast kaybolur. Bu overetch dahaunderetch daha iyidir. "ekil16 (a)" underetched, ancak, doru numune analiz iin gerekli tm detay vardr. "ekil16 (b)" 15 sn iyi bir uzlamadr.


19/57

"ekil 16".: Tedavi zm ve ar yalanm Ti-6Al-4V plakadan Mikrografikleridir "(a)" 5s Kroll'un reaktifi ile dalama sonra, "(b)" 15 ler, "(c)" 30 ler ve "(d) "60 sn. Tmrneklertitreimli parlatc, olmayan ekerleme polyester bez ve almina ile 1saat parlatlr.Ciddietch In "(d)", ince detay uzak kaznm ve kabartma ar halinegeldiini unutmayn.

Oksalik asit etch bir renk tonu olduunu lekeleri mikroyap ve alfa-beta alamlarndamikroyap daha fazla kontrast salar. Oksalik asit ile Dalama daha kalitelibir cilagerektirir. Bu, tane ynlenmesi, s etkileri, ve bu oksijen veya azotgibi alfa stabilizatrmaruz oluan alfa-zengin blgelerde ortaya karlmasiin iyidir. Not: lem srasndagravr rnveya ubukla karmayn. Amonyum biflorit (ABF) etch baka bir renk tonuolduunu. Bu oksalikasit benzer ve ayn zamanda daha fazla kontrast salar

alfa-beta alamlarnn mikroyap. Her iki reaktif tane ynlenmesi ortaya karacaktr. Ensk mikro alfa durumunda veya alfa-zenginletirilmi alanlar aratrmakiin kullanlr. Not:lem srasnda gravr rn veya ubukla karmayn.

Makro inceleme

Titanyum alamlar Makro yapsal incelenmesi malzeme ileme, eritme ve metalilemegerek hakknda yararl bilgiler salar. Bu erime kusurlar veya anomalileri, taneinceltmeve aynlk niteliksel deerlendirmesi yan sra, sahte rnleri tahl ak tayini tespiti


20/57

iinkullanlr. Titanyumalamlar Makro dalama bu Cilt makaleyi "Makro dalama"tartlmaktadr.Drt temel kusurlar kle, sahte ktk ya da dier yar mamul formlarn makroblmlerinde rastlanmaktadr. Buyksek alminyum defektleri (HAD veya tip IIdefektleri), yksek interstisyel defektleri (olarakda ben kusurlar veya dk younlukluinterstisyel kusurlar yazn sevk HIDs),beta benekler ve yksek younluklu kapanmlar(GE),Yksek alminyum kusurlar ierir alminyum bir anormal derecedeyksekmiktarda ieren alanlardr. Bu malzeme, yumuak alanlar (ekil 17, 18) olup, ayrca"alfasegregasyon." Olarak kimi alfa segregasyon ile ilikili olan "beta segregasyon" olarakanlacaktr Kusur adlandrlr. Bualminyum tkenmi olduu alanlardr.Yksek interstisyelkusurlar (ekil 19, 20) alfa faz stabilize olduu, oksijen ve / veya azot iinde normal olarak yksektir. Bu kusurlar, sert vekrlgan vardr; ". ekil 21 'de gsterildii gibi,normal olarak, gzenek ile ilikilidir.

". ekil 17": Ti-6Al-4V alfa-beta bir highaluminum defektin makroskobikgrnmgsteren ktk ilenmi. Ayrca "ekil. 18" bak 1.25 . "C. Scholl izniyle"


21/57

". ekil 18": "ekil 17" ile ayn yksek alminyum ieriine alandaki daha uzun alfa dahayksek bir hacim oran mevcuttur. 50 . "C. Scholl izniyle"

". ekil 19": Ti-6Al-4V alfa-beta ktk yksek interstisyel defektin makroskobikgrnmgsteren ilenmi. Ayrca Bkz: "ekil. 20" Gerek boyut


22/57


23/57

fazla olur.Sorun demir ve en yaygnkrom tayan alamlar. Beta stabilizatrler ile yerelletirilmi bir blgenin Buzenginleme yerel mikro deien ve bylece onlarn alglamay etkinletirerek, betatransus drr.Bu mikroyapsal modifikasyon iki formlar alabilir. Byle Ti-6Al-6V-2SN olarak alfa-beta alamlar, in, vanadyum zenginletirme beta transus drr, fakat, odascaklna kadar beta stabilize etmek iin yeterli deildir. alan veya s + faz alanndayksek malzeme tedavi ederken, mikroyap (oda scaklnda geri soutulduktan sonra) birincilalfa ve beta dntrlm oluacaktr gzlendi.Beta tanecii yerel bir beta sonular ynmalzemeye gre daha dk olduu transus daha yksek bir beta-dengeleyici ieriiile lokal bileiminin bir sonucudur.Scakl "lekeli" blge transus stnde ise betalekeler meydana gelir. Bu durum ". ekil 22" de aktr ve "ekil. 23".Son ilem ve slilem beta transus bastrlmas bir mikroyapsal pertrbasyon neden yeterli olmadnyeterince dk bir scaklkta yaplr eer bir beta tanecii undetected gidebiliriz.Ti-6Al-4V veTi-6Al-6V-2SN gibi alamlarnn zellikleri zerine beta benekler etkileri sz konusu hala, amaetkisi byk deil.

". ekil 22": Ti-6Al-6V-2SN alfa-beta alaml dvme, zm tedavi, suverilmi ve ya. El925 az dvme C (1700 F), 870 de 2 saat sre ile tedavi edilen zelti 4saat 595aras Sndrlm C (1600 F), su, C (1100 F), ve hava soutuldu. inemsialfaieren dntrlm beta bir matris (a) "Birincil" alfa taneleri(k). Kroll'un reaktifi(ASTM 192). 150 . Bu alam segregasyon hibir k "primer"alfa gsteren bir karanlk"beta tanecii" (mikrograf merkezi) neden olmutur hari (b) aynyapda, (a) 'da anlatlanla ayn. Ayrcabkz "ekil 23 ve 24". Dalayc: Kroll'un reaktifi (ASTM 192). 75


24/57

". ekil 23": 870 de 1 saat sre ile muamele Ti-6Al-6V-2SN dvme, zelti C (1600 F),su 575 azndan sndrld, ve 4 saat aras C (1070 F). Yaps: ". ekil 22 (b)"".Beta Fleck" ile ayn, ancak daha yksek bytmede k kk bir miktar, karanlktainemsialfa Ayrca bkz gsteriyor "ekil 24".. Dalayc: 2 mL HF, 8 mL HNO3, 90 mlH2O. 200

Beta benekler yakn beta alamlar ile ilgili bir sorun daha vardr; bunlar parlak noktalarvelekeler gibi makroskopik gzlenir. Onlarn grn "(ekil 24)" + alamlarndabenzer. Beta alamlarn lekeli blgelerde beta-dengeleyici zenginletirilmesi, bununla birlikte, odascaklna kadar beta aa stabilize etmek iin yeterli olur. Fleck-cretsizolacak malzemenin garanti etmek iin, retici s kadar test scakl veya altnda birscakla eertedavi malzemesi beta lekeleri oluturmayacak kullanc temin, betatransus altnda belirli birscaklkta rnekleri zm tedavi gerekir.Sonra, malzeme alfaoluturacak,

fakat beta leke blgeleri transus yakn yukarda veya daha olacaktr. Bu nedenle de gsterildiigibi, bunlar, alfa geersiz veya oda scaklna kadarsoutulduktan sonra alfa nemli ldedaha dk hacimli fraksiyonu ieren "ek. 25 ve26". Beta alamlar bu blgeler daha zorolacak, daha yksek g ve dk sneklikolacak ve dkme malzeme daha dk dkdevirli yorgunluk mukavemetine sahipolacaktr.

". ekil 24": Ti-6Al-6V-2SN koyu lekelereklinde beta benekler makroskopikgrnm gsteren + dvlm ktk. Ayrca, "ekil 22


25/57

ve ekil 23.. Bkz." Dalayc: 8mL HF, 10 mL HNO3, 82 ml H2O, dahasonra 18 g / L (2.4 gr / litre) ve H2O NH4HF2. 1 az. C. Scholl izniyle

". ekil 25": Ti-10V-2Fe-3AL dvme pancake. (a) Beta yaklak% 50 dvlm + alfa-beta kaplama 750 azndan sl ilem ile, yaklak% 5 dvlm C (1385 F), 1 H, susndrmesinden, + 540 C (1000 F), 8 saat. Bir yal beta matris iinde e taneli alfakkbir miktar ile (a) Lamellar alfa. Kaznm 10 s Kroll'un reaktif ile, daha sonra% 10oksalik asit,%0.5 HF 50 mL, 50 mL. 400 . R. Boyer izniyle. (a) (b) ayn, ama miktar ve + biti dvme%2'dir. Mikrograf hafif kaznm beta tanecii evresindeki karartt yabeta gstermektedir. Ayrca baknz ". ekil 26" ile ayndr etch (a). 50 . T. Long izniyle

". ekil 26": ". ekil 25 (b)" olarak, ama ayn beta tanecii iinde alfa daha azmiktardagstermek iin daha yksek bytmede. Gzlenen alfa(k) birincil alfa, alfa yalanmazerine formlar zmek iin ok ince olduunusyledi. Ayn ekilde andrma "ek. 25(a)". 200 . T. Long izniyle


26/57

Aa halkalar "(ekil 27)" titanyum alam macrosections gzlenen bakabirmacrostructural anomalisidir. Bu fenomen erime srasnda ortaya ok kk bir bileimdeiimleri temsil eder. Aa halkalar grnm normalde sadece kozmetikbir nansdeil, bir endie nedenidir.

". ekil 27": Ti-6Al-2SN-4Zr-2Mo alfa-beta dvlm ktk macroslice kkkompozisyon dalgalanmalar temsil "aahalkalar," resmidir.Dilimleri iki klekonumlarndan vardr. Dalayc bilinmiyor. 0.63 . W. Reinsch izniyleDvme Tahl ak dvme sreci deerlendirmek iin yararldr. Yksek kaliteli dvme iin,genel

olarak, tahl ak ksm genel ekle uygun olmaldr. Onlar sonraki ilemlerde turdvme retmekolabilir sanki grnr tahl ak hibir dvme tur, dikiler, ya da alanlarolmaldr. Buna ekolarak, paras niform yeniden kristalize edilmesi ve yeteri kadarbtn alanlar almtr.

Microexamination

Parlak alan aydnlatma ou durumda dzgn hazrlanm mikroyapr ortaya, ama grntgelitirme sadece polarize (dzlem-polarize k) kullanlarak veya biraz izgisiz polarizekiin analizr kullanarak hemen tm durumlarda elde edilebilir. Bu ayn zamandadijitalgrnt yakalamak iin bir ntral younluk filtresi olarak grev yapar. Uzun biralmamesafesi olmayan strainfree hedefleri veya amalar polarize k grntuzlamaolacak Yksek kaliteli, gerilme-serbest hedefleri, herhangi bir polarize k mikroskobu iin arzuedilir. "ekil 28" farkl aydnlatma modu ile bir Ti-6Al-

4V rneininincelenmesinden karlatrmal mikrografikleri salar.


27/57

". ekil 28": etch oksalik tonu (15 ler) ile bir Ti-6Al-4V numunenin aydnlatmadeiiklikleriile grnm deiimi. Malzeme olarak beta 1050 C (1925 F) de tavlanm vefrn soutulur. (a) biraz izgisiz (45-129) Polarize kile aydnlatlan veincelenmitir. (b) Ikl ve biraz izgisiz (45-139) Polarize kile incelendi. (c) Dzlem-polarize k aydnlatma. (d) Parlak alan aydnlatma.

Alpha Yaplar

Genellikle, alfa iki tip mevcuttur: Birincil ve ikincil alfa alfaveya beta dntrlmtr(ekil 29, 30).Birincil alfa nce scak alma srasndabu mevcut, kalntlar sl ilem iledevam etmektedir.kincil alfa beta dnm ileretilir. Bu yalanmas ile veya beta(ekil 30d) yalanmas ile alfa-beta faz (ek. 29b,

c) iindeki beta transus (ekil 29d)veya yksek stten soutma ileoluabilir.Yal alfa k (optik) mikroskop kullanarakzmek iin genellikle ok ince. Bualanlarda alfa farkl grnmlere sahiptir ve inemsiveya lameller, tabakal,trtkl veya Widmansttten olabilir.


28/57

". ekil 29": Ti-6Al-2SN-4Zr-6Mo, 870 de dvlm C (1600 F). (a) 870 zelti 2saatmuamele C (1600 F), su 595 de 8 saat sndrlm ve ya C (1100 F), vehavasoutuldu. Inemsi alfa ieren yal dntrd beta matriks ierisindeuzam "birincil"alfa taneleri (k). (b) zm 915 tedavi C (1675 F) yerine 870 C'de + matris"birincil" alfa tahl miktar azalr (1600 F). (c) zm 930 tedavi C (1710 F) alfa tahlmiktar azalr ve matris inemsi alfa kabalatrd. (d) zm 955 tedavi C beta transuszerindedir (1750 F). Ortaya kan yap, kaba, inemsi alfa (k)ve yal dntrlmbeta (karanlk) 'dir. Tm Kroll'un reaktifi (ASTM 192) ile kaznm. 500


29/57

"ekil 30".: 10 dakika iin "790 C" (1450 F) de tavlanm ve yalanma ilerlemesi vene gstermek iin eitli zamanlarda yalar edilmitir Ti-15V-3CR-3AL-3Sn soukhaddelenmierit "dekoratif yalanma," rekristalizasyon kapsamn belirlemek iinkullanlan birtekniktir denir. (a) ya deil. (b) 540 2 saat Yal C (1000 F). (c) 4 saatYal. (d) 8saat Aras. Merkezinde Taneleri tamamen (tahllar homojen alfa ya)yalarnda. Tamolarak deien yaps iinde bir 8 saat ya sonulanr. Tm Kroll'unreaktifi

ile kaznm. Tm 200 . P. Bania izniyle

Gibi e taneli alfa taneler, gsterilmitir "ek. 31 ve 32", genellikle yenidenkristallemescaklnda yukarda Soukilenmi alamlar tavlama ile gelitirilir. Uzam alfa taneleri(ekil 33, 34) metalin tekynl bir alma sonucu ve genellikle haddelenmi veyakalptan alamlarn boyuna blmlerinde bulunur.

". ekil 31": Yksek saflkta (iyodr-ilem) alamsz titanyum levha, souk haddelenmive"700 C" (1290 F) 1 saat tavlanr. Alfa ile etaneli, rekristalize taneleri. Dalayc:Kroll'un reaktifi (ASTM 192). 250


30/57


31/57

". ekil 33": Ticari saflkta (% 99.0) alamsztitanyum levha. (a) 760 az kalnlkta 1.0 mm(0,040 in) ile ilgiliolarak haddeleme C (1400 F). Souk ileme ile uzam olan alfataneleri. (b) (a) 'da ayn,ancak 700 C (1290 F) 2 saat tavlanr ve havasoutmal.Rekristalize alfa taneleri, TK (siyah) paracklar ve beta paracklar (ayrca siyah)pisliklerle stabilize. (c) (a) 'daki gibi ayn, ama 900 C' de (1650 F)-hemen aadabeta 1 saat tavlanm transus-ve

hava soutuldu. "Birincil" alfa taneleri rekristalize ve beta ieren inemsialfa dntrd. (d) (a) ayn, ancak 1000 C (1830 F) 2 saattavlanr ve havasoutmal. Trtkl alfa plakalarn Kolonileri; TIH paracklar ve alfaplakalar arasndakorunur beta (hem siyah). Tm Kroll'un reaktifi (ASTM 192) ilekaznm. 250


32/57

". ekil 34": Ti-6Al-4V, 955 at gibi-dvlm C (1750 F), beta transus altnda.Inemsialfa ieren dntrlm beta bir matris iinde, kaba, tabakal alfa olanbirktk dk azalma (% 20) neden olduu uzam alfa (k),. Dalayc: Kroll'un reaktifi(ASTM 192). 250

Titanyum alamlarnn mikroyap gl ileme tarih ve slilem etkilenir.Beta transusyukarda tavlanm Ti-5Al-2.5Sn zerinde soutma hz etkisi"ek. 35" grlebilir. Bu, ayn zamanda "ek. 36" in Ti-6Al-4V iin gsterilmitir.Soutmahz arttka, lamelleralfa (veya martensit dependingon alam ve soutma hz) daha

ince olur. AlamTi-6Al-4V ri ve ince tabakal yaplar da, srasyla, gsterilir "ekil. 9ve 28" beta transusYukarda farkl scaklklarda gelen frn souduktan sonra.Ti-10V-2Fe-3AL yaln betaalaml lameller alfa lde "ekil. 37" olarak gsterilir. Islilem aadaki beta transusolduunda yaps (ekil 37a) alfa tamamen lamelli olup. Is sadecebeta transus altndatedavi, bir beta yaps baz kalnt alfa (ekil 37b) geliir.Transus zerindesnmas vesouyunca, Ti-10V-2Fe-3AL yaps tamamen beta.

". ekil 35": Ti-5Al-2.5Sn, scak, alfa transus altnda alt az 30 dakika tavlanm "1175C" beta transus zerindedir (2150 F). (a) frn (1450 F) 6 saat iinde "790 C 'ye


33/57

soutuldu ve frnn 2 saat iinde oda scaklna kadarsoutuldu. Kaba, tabakal alfa.Dalayc: Kroll'un reaktifi (ASTM 192). 100 . (b)Hava tavlama scaklndan itibarensoutuldu yerine frn soutuldu.Daha hzl soutma oran(a) tabakal alfa daha incedirinemsi alfa retti. nceki beta taneleri dntrmekiin ilk alfa tarafndan zetlenmitir.Dalayc: Kroll'un reaktifi(ASTM 192). 100 . (c) yerine, frnn tavlama scaklndan itibaren sndrld Su soutulurve daha yksek bytmede gsterilmitir.Hzl soutmaince inemsi alfa retti. Bir ncekibeta tane snr mikrograf merkezine yakn grlebilir.Dalayc: Kroll'un reaktifi(ASTM 192). 250

". ekil 36": 1 saat boyunca dzenlenen Ti-6Al-4V bar, "1065 C" (1950 F) betatransus yukarda. (a) frn soutuldu. Tabakal alfa (k) ve taneler aras beta(karanlk). (b) Hava soutmal. nceki beta tane snrlar; yaps inemsi

alfa (beta dntrlm) oluur. 10 mL HF, 5 mL HNO3, 85 ml H2O:. Hem (a) ve (b)iin Dalayc 250

"ekil. 37" yakn ve yaln beta alam Ti-10V-2Fe-3AL ile kaznm grnne transusscaklnstnde altnda sl ilem scaklnn etkisi. Tm rnekler sresi belirtildii iinKroll'un reaktifiile kaznm titreimli parlatc (% 10 almina amur), 16 saat ile biten drtaamal prosedr ile parlatlr, ve biraz izgisiz polarizek (a) lameller alfa sonra altndaincelenmitir hava serin (AC) yaklak scakl ila "70 C" de(130 F) beta transus (2saat sreyle 730 C veya 1350 F), aada. (b) Is hemen hementm alfa zeltisiiine geri geti beta transus (788 C veya 1450 F, 2 saat


34/57

sreyle, AC), aada ele. Bu grnmde bir tane kalan alfa ierir. beta sl ilem (c) Tm-beta yaps. Kroll'un reaktifi ileyakma sresi: (a) 15 s, (b) ve (c) 60 s

Dvme scaklnn etkisi ekil Ti-8AL-1MO-1V iin gsterilmitir. 38.Dvme scaklkarttka, dvme scaklnda yaps 100% beta transforme olan birnoktada, beta transusyukarda transforme beta miktar artar olana

kadar. Dvme deformasyon miktarnn etkisisrasyla, Ti-6Al-2SN-4Zr-2Mo ve Ti-5Al-6SN-2Zr-1MO-2.5i iin gsterilmitir "ek. 39 ve40".Beta transus altnda birscaklkta dkme Widmansttten yapsnn yeterli bir ileme, daha e taneli yapya tabakalyap ile rekristalizasyon neden olur. Yeterli bir alma veuygun bir sl ilem tamamen etaneli kristal yaps (ekil 32) retebilir.Mikroyapsaldavran eilimleri tm alfave + alamlar iin benzer olacaktr.


35/57

". ekil 38": Ti-8AL-1MO-1V dvme. (a) bir balang scaklnda Dvme "900 C" de(1650 F) aaya, bu alam kalplanmas iin normalscaklk aralnda olduu,. Yaps:dntrd beta (karanlk) bir matris iinde alfa etaneli tahllar (k). (b) "1005 C"normal snrlar iinde olduunu (1840 F), ve


36/57

hava soutmal balang scakl ileDvme. Ince inemsi alfa ieren dntrd beta(karanlk) bir matriks "birincil" alfa (k)ile e taneli tahllar. (c) kalplanmasiin scaklk balatlyor "1095 C" idiBeta transus ssnn zerinde bir (2000 F), ve bitmi dvme havasoutma hzlaidi.Yaps kaba ve ince inemsi alfa() ieren transforme beta oluur. Tm Kroll'unreaktifi (ASTM 192) ile kaznm. 250

". ekil 39": Ti-6Al-2SN-4Zr-2Mo dvlm kle. (a) 1 saat Dvme ve dzenlenen"1010 C" (1850 F), hava soutmal, stlr "970 C" (1775 F), ve hemen hava soutmal. Inemsialfa (beta dntrlmtr); nceki beta tane snrlar. (b) ayn ekilde(a),ancak rahatszl dvme ile% 15 azaltlm ise 970 C 'de (1775 F).Yaps birazdeforme inemsi alfa (beta dntrlm), uzun nceki beta tane snrlar oluur. HerikiKroll'un reaktifi (ASTM 192) ile kaznm. 100

". ekil 40": Ti-5Al-6SN-2Zr-1MO-2.5i dvme. (a) tarafndan balayan dvme zgn "980C" (1800 F), 1 saat tavlanm "980 C" (1800 F), hava soutmal, ve "595 2saatstabilize "% 75 "ndirgenmi C "(1100 F). Gzel alfa taneleri (k); taneleraras beta.(b) Ayn (a) hari zgn balayan dvlm "1150 C" (2100 F) beta transus scaklnstnde olduu,. arpk inemsi alfa (k kurucu); taneleraras beta ve uzam ncekibeta taneleri snrlar. HF ile iki kaznm, HNO3, HCl, gliserol (ASTM 193). 100


37/57

Asikler veya plaka alfa soutma srasnda beta oluan en yaygn dnmn birrndr.ekirdeklenmenin ve nceki beta matrisinin kristalografik dzlemlerzerinde bymeninbir sonucudur. Gsterildii gibi Ya normalde alkanl uaklarnn buailenin eitli trevleri veya ynelimleri oluur "ekil. 29 (d) ve 41".Aynynde hizalanr inemsi alfataneleri bir paket veya bir kme olarak adlandrlr "koloni." Veyayorgunluk tokluu gibizelliklere sahip mikro butip ilikilendirerek zaman, koloni boyutu genellikle nemli birmikroyapsal zellii olarak kabuledilir. Alfa birden ynelimleri alfa Widmanstttenyapsnnbir basketweave grnm zellii var. Kk beta tahllardan oluturan Yapraklalfa de tekilbir oryantasyon (ekil 42) olabilir.

". ekil 41": Ti-6Al-5Zr-4Mo-1Cu-O.2Si dkm. (a) olarak dkm. Mikroyap: inemsialfa (k trombositler) ieren dntrd beta. Alfa aamasnda (k) ince bir tabakahalinde nceki beta tane snrlar belirgindir. (b) ile ayndr (a), ancak zelti, argon ile 1saat muamele "845 C" de (1550 F), hava soutulur, ve de 24 saat aras "500 C" de(930 F). Inemsi alfa (k) ve yal beta; nceki beta tane snrlarnda alfa trombositler.Herikisi de 10 mL HF, 30 mL HNO3, 50 ml H2O (ASTM 187) ile birlikte kaznm. 500


38/57


39/57

". ekil 44": Ti-7AL-2Mo-1V plaka, beta transus zerindedir "1010 C" stlr (1850 F).Beyazbir oksijen-stabilize alfa (alfa durumda) bir yzey tabakas; yapsnn geri kalaninemsialfa (beta transforme) 'dir. Dalayc: 2 mL HF, 8 mL HNO3, 90 ml H2O. 450

"ekil 45".: Ti-6Al-4V plaka difzyon-gmrkl eklem (925 at gmrkl C veya 1700 F) ba-

line kirlenme gsteren.Beyaz yatay bant O2 ve / veya N2 zenginleme biralandr.Bir alfa durumda da d yzeyi zerinde gzlenmektedir. Dalayc: 50 ml H2O, 50 ml%10 oksalik asit, 1 mL HF. 58 . J.C. Chesnutt izniyle

"ekil 46, 47, 48, 49, 50" yzeyboyunca interstisyel oksijen gn neden gsterisi alfadurumunda katmanlar.Termal maruz uzun bir kez veya daha yksek scaklklarda,buekilde arttrlr alfa durumda kalnl art gsterir.Oksijen g alfa durumda tabakasnngrnr derinlii tesinde sertlikte bir arta neden olur.


40/57

"ekil 46".: Ti-6Al-4V Alpha durumda maruziyet sonras iin "760 C" (1400 F) 90dakika.Hazrlan: oksalik "60s" iin etch tonu ve olmayan bir kesimli polyester bezve alminavibrasyonlu parlatc 1 saat ile biten drt adm kenar tutma sreci.

". ekil 47": Ti-6Al-4V Alpha durumda maruz kaldktan sonra "885 C" (1625 F) 90dakika.Hazrlan: olmayan bir kesimli polyester bez ve almina vibrasyonlu parlatc 1 saat ilebiten 60'lar ve drt adm kenar tutma ilemi iin etch amonyum biflorit tonu.


41/57

"ekil 48".: 90 dakika iin "900 C" (1650 F) maruz kaldktan sonra Ti-SP 700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe) Alpha durumda.Hazrlan: 60 s ve drt adm kenar tutma sreci, olmayan bir kesimli polyester bezvealmina vibrasyonlu parlatc 1 saat ile biten iin etch amonyum biflorit tonu.


42/57

". ekil 49": Ti-SP 700 Alpha durumda maruz kaldktan sonra "760 C" (1400 F) 90dakika. Hazrlan: amonyum biflorit 60 s etch tonu ve olmayan bir kesimli polyester bezve almina vibrasyonlu parlatc 1 saat ile biten drt adm kenar tutma ilemi

". ekil 50": "790 C" maruz kalma (1450 F) 2 saat sonra iin Ti-10V-2Fe-3AL Alphadurumda.Hazrlan: Oksalik 60 s etch tonu ve olmayan bir kesimli polyester bezve alminavibrasyonlu parlatc 1 saat ile biten drt adm kenar tutma sreci.

Ti3Al (Alpha-2) Faz Sral.Alfa faz iin ayrtrlmas yapabilirsiniz + Ti3Al, sralbir faz,yaklak 6 arlka% Al dahabyk kompozisyonlarda. Bu sipari aamasnda boyutuMikronalt ve sadece elektronmikroskobu (ekil 51) tarafndan grlebilir.


43/57

". ekil 51": yalar Ti-8AL (1800 ppm O2) sayfalk sipari alfa-2 (Ti3Al) faz ktrmekiin.Karanlk alan transmisyon elektron mikroskobu 2 biralfa matris (k) keltilerigsterir. 105.600 . J.C. Williams izniylemartenzit

Martenzit beta Difuzyon (martensit) dnm ile retilen bir dengede olmayan doymualfa-tipi yapdr. Bir ortorombik kristal yapya sahip bir altgen kristalyaps bulunur, ve ": martenzit iki tr vardr. Martenzit soutma (atermal martensit)tarafndan veya d stres(stres kaynakl martenzit) uygulayarak titanyumalamlar retilebilir. "athermally veyastres destekli dnm (bkz. ek. 52,53) tarafndan oluturulabilir. Bununla birlikte, 'sadece soutmadan suretiyleoluturulabilir. 'yaplarn rnekleri sergilenmektedir"ekil. 54ve 55". onun ayrma + iinde martensit sonular Yalanma.


44/57

". ekil 52": (1830 F) "1000 C" den sndrld Ti-8.5Mo-0.5Si su. nce-folyotransmisyonelektron mikroskobu ar ikiz atermal "martensit gsteren. 5000 . J.C.Williams izniyle

". ekil 53": Ti-10V-2Fe-3AL, beta zeltisi ile ilem grm, su sndrld ve oda scaklnda% 5 szld. Bu Nomarski giriim mikrograf bir beta matrisiindedeformasyona bal "martensit gstermektedir. Etch yok. 500 . J.E. Costa izniyle


45/57

". ekil 54": Ti-6Al-2SN-4Zr-2Mo dvme, balayan dvme bitirmek "970 C" (1775 F), havasoutmal, yeniden stlarak, 13 mm (0.5 in) ap testi ubuklar iin ilenmi "995 C" (1825

F), soutmal beta 1 saat tutulan transus, vehava.Mikroyap 'tamamen olduunu. Kroll'un reaktifi (ASTM 192) ile kaznm. 100

". ekil 55": Ti-6Al-4V olarak 'martensit. 1 saatboyunca gerekletirilen ubuun (a)Ik mikroskobu, "955 C" sndrld, beta transus altnda (1750 F), ve su. '(martensit) bir matriks "birincil" alfa taneleri (k) etaneli. 10 mL HF, 5 mL HNO3, 85 mlH2O ile kaznm. 250 .Ayn mikro (b) nce folyo transmisyon elektron mikroskobu (a),ancak daha yksek bytmede.Byk birk taneleri birincil alfa vardr; koyu blgeye birbeta matris inemsi 'martensit olduunu. 5880 . J.C. Williams izniyle

Beta Yaplar

Alfa-beta ve beta alamlar, baz denge beta oda scaklnda mevcuttur. A dengedeolmayan ya da yar kararl, beta faz yksek hzl soutma ile ilgili oda


46/57

scaklnda betaaamas + faz alan korumak iin yeterli beta-dengeleyici elementleriieren alfa-betaalamlar retilebilir.Alamn bileimi martensit oluumunun balamasiin scakl odascaklnn altnda iin depresyonda olduu gibi olmaldr. Yzdeyz beta hava soutmabeta alamlar tarafndanmuhafaza edilebilir. Bu korudu beta (veya martenzit, onu oluturan varsa) bozunma ssnnykselmesine gcne titanyum alamlar tedavisi iintemel oluturur.

yal Yaplar

Muhafaza beta yalanma zerine oluturduunu, zellikle alfa beta ve yakn-betaalamlar ile, genellikle optik mikroskop tarafndan zlmesi iin okince. Dengeoluumunda 'martensit sonular yalanmas + , amaen yal martensit yaplar optikmikroskop ile unaged martensit ayrt edilemez.zlemeyen alfa ya alam Kroll'un etch ile Ti-10V-2Fe-3AL iin "ekil. 56" olarakgsterilir. "ekil 57 ve 58" souk haddelenmi ve yal Ti-15V-3CR-3AL-3Sn folyo kmikrograflar vardr.Beyaz blgeler az ya da hi slilem tepkisi vard gstermektedir.Baz yal beta yaps koyulamas beta sonular yalanmasrasnda alfa Ya. Tialam-15V-3CR-3AL-3Sn yalanma tepkisinin ilerleme "ek. 30 'degsterilmitir.

"ekil 56".: Yal Ti-10V-2Fe-3AL alam nda mikrograf Gzel, zmlenmemi alfaya.Beyaz faz yal bir beta matrisi, koyu arka planda birincil alfa. Biraz polarizek,titreim ve parlatc% 10 almina bulama 16 saat ile biten drtaamal parlatma indirdi.15 sn (a) ve 7 s Kroll'un reaktifi ile kaznm (b)


47/57

". ekil 57": beta alaml Ti-15V-3CR-3AL-3Sn souk haddelenmi ve yal folyodanYaps. 3 siin etch Oksalik ton, 1 saat titreimli parlatc, olmayan kesimli polyester bez ve almina

". ekil 58": beta alaml Ti-15V-3CR-3AL-3Sn souk haddelenmi ve yal folyodanYaps. 15 s,1 saat titreimli parlatc, olmayan kesimli polyester bezve almina iin etchOksalik tonu.Beyaz blgeler vard ya hi ya da dahaaz s tedavi yant (alfa ya)gsterir.

Dier ktrme rnler unlardr: tektoid rnler faz (ekil 59), bir gei aamasdr (potansiyel olarak ciddi gevreklii sonucu) Faz ayrmaFaz blme veya faz ayrlmas sadece znen zengin beta alamlar oluur;


48/57

r + rsoluterich betave 1 olan 1 solt yaln beta.Solt yaln beta '(ekil 60) belirlenmitir.Bu kullanlan slilemler ile ticari alamlar olumaz, nk bu, pratik adan nemli birayrma rndeildir. ve faz blmeyi yalnzca elektron mikroskobu kullanarak gzlemlenebilir.

". ekil 59": Bir titanyum-demir ikili alam, tedavi beta solsyonu, su sndrldve oluturmak iin ya. bu ince-folyo transmisyonelektron mikroskobu k keltiolduunu. yksekbir kafes uyumsuz olan alamlar, matris elastik deformasyon en aza indirmekiin kbik olduunu. 320,000 . J.C. Williams izniyle

". ekil 60": Ti-40Nb (at.%), beta zm sda muamele "900 C" (1650 F), su 400 ya,sonra sndrld C (750 F) 24 saat.Karanlk kelti znenin


49/57

bir zenginletirilmibeta matris iinde '(znen yaln beta aamasnda)' dir. nce-folyo transmisyon elektron mikroskobu. 31,000 . J.C. Williams izniyle

Dier Yaplar

Hidrr "ekil 61" kaynak sdan etkilenen blge (HAZ) adresinde bulunan ticari

saf (CP)titanyum sayfasnda hidrrler gsterir. Bu mikrograflarnda siyah ineler hidrojen yksekkalnt gerilme alanlara g ve titanyum hidrr oluturan bir sonucudur. oudurumda,bunlarn krlgan yaps nedeniyle hidrrler klcal nedenolacaktr. Hidrrler bu ldeMalzeme ok krlgan olacak. Daha yumuak ve daha souki tutar, nk ticari saftitanyum daha yksek alaml titanyum alamlar daha parlatmakiin daha zordur.Titanyum alamlar iin kullanlan ayn parlatma yntemi de CP titanyumiin alr, ancakartk son parlatma kez gerekli olabilir. nceki parlatma admlar ileoluturulan artk souk i karmak iin hidrojen peroksit veya etch-cila kullanmayn. Dalama hidrrlermaskeler. Sadece son iki adm iin daha fazlazaman eklemek iin en iyisidir. 5 mikronalmina ve balmumu tekerlei ile el parlatma ise, 20dakika alabilir.

"ekil 61".: 10 s iin etch Amonyum biflorit tonu. Ticari saf titanyum levha. Titreimliparlatc,%10 almina bulama 16 saat ile biten drt admda parlatma

Etch bir ABF (ekil 61)ile CP titanyum hidrrler Revealing mkemmel cilal yzeyigerektirir.Laktik hidrr reaktifi (Tablo 2) daha kolay bir ekilde 1 ila 3 dakika arasndadeien kez yakma ile hidrrler varln ortaya karmak iin uygulanan olabilir. Etch A3dakika k mikroskobu ile hidrrler ortaya karmak iin iyi bir kontrast salayabilir. 1

dakika bir etch k mikroskobu zarif kontrast salayabilir, ancak elektronmikroskobundainceleme kolayca hidrit atlama ile ilikili klcal ortaya karabilir. Is-Etkilenen Blgeleri.Ileme, rnek eksizyon veya hazrlk s hasar genellikle alfa vaka ilekartrlr.Fark,s-hasarl tabakas taban malzemeden daha yumuak olacaktr, ancak biralfa durumdaalanda zor olacaktr yana 10 g Knoop girintiler yaparak tespitedilebilir. Dz termal maruz kalma (ki daha sert bir yzey ile sonulanan), yumuakbir yzey hazrl sonu srasnda mekanik kaynaklardan s hasar s hasar tersine. "ek. 62"rnei olarak, katman daha byk bir girinti veren, s hasar yumuaktr. Baka bir


50/57


51/57

". ekil 63": non-kesimli polyester bez ve almina ile erimi ince ve s etkilenmi blge 1saat titreimli parlatc ile Ti-6Al-4V plaka yorgunluk rnei

"ekil 64 ve 65" bir laboratuar kaynakl aydnlatma grev gsterisi s hasar.Temelmalzeme overetched iken, s etkisi altndaki blge underetched olan"ek. 64", zamandalama iinde uzlama unutmayn. "ekil 65" birlaboratuar kaynakl yldrm gelenintraply ark ve s etkilenmi blge etkilerini gsterir.


52/57


53/57

". ekil 65": kvlcma ve bir laboratuar kaynakl yldrmn s hasar olan Hybrid Ti-6Al-4Vkarbon elyaf takviyeli polimer kompozit.Isyla etkilenmi blgesinde not edin.Dikeyizgititanyum raptiyeve intraply arknn lde orijinal yzey gsterir. nk onun karmakekli, numune grdmbir wafering zerinde kesit sonra sulu rodamin boyal iki bileenli epoksi emdirilmi bolukortaya kt.Bu rnek, be adml bir kenar tutma ilemi ile hazrlanan; 220 grit,9 mikron, 3 mikronipek, 3 mikron nonnap polyester ve olmayan bir kesimli polyester bez ve%10 alminazm ile bir titreim parlatc 1 saat ile biten.

Dier Teknikleri

Birka metalografik teknikleri yeniden kristalleme almalar ve mikro / krk toporafyakorelasyonlar da dahil olmak zere belirli amalar iin gelitirilmitir. Dekorasyon yalanmabeta alamlar iinde yeniden kristalleme derecesini incelemek iingelitirilmitir. Rekristalizasyon tavlama sonra, malzeme ilgi alam iin uygun bir zaman vescaklnda bir ksmi ya verilir. Eksik rekristalize taneleri daha hzl ya tahl sonulananyalanma srecini hzlandrr baz k altyap (enerji depolanr) korurlar.Rekristalizeolanlardan daha bu tanelerin daha sonra etch koyu, kolay rekristalizasyon kapsamnbelirlemek iin yapm. Bu etki, "ek. 30 'de gsterilmitir.Dier bir teknik ise derin macroetching ve termal dalama kullanr. Deforme rnek cilal, dahasonra deforme tane snrlar derin oluklar retmek iin overetching tabi. Daha sonra, numuneya soutmadan takiben bir sabit vakum (10-6 torr), ilgi rekristalizasyon dngs tabitutulur. Materyal recrystallizes ve yzey atomlarnn farkl kristal dzlemler zerinde farkloranlarda buharlar veya yceltmek, nk termal dalama, farkl tahl birbirinden ayrr,hangi oluur. Farkl tahl yzeyidir farkl kristalografik uaklar olacaktr.Orijinal tane snrlarnceden kullanlan derin macroetching nedeniyle hayalet snrlar olarak izlenebilmektedir. Bunedenle, tekrar kristallendirildi ve orijinal bir mikro yap ezamanl olarak grlebilir. Burekristalize yaps, ayn zamanda da yeniden kristalletirme ekirdeklenme siteleri sadeceokuyan izin verir. Hayalet snrlar repolishing tarafndan kaldrlr ve kimyasal dalamaedilebilir. Bu teknie "ek. 66 'de gsterilmitir. "ekil 66 (a)" byk lde kaznm edilmiolarak deforme-yaps gsterilmitir. rnek olarak tekrar kristallendirildi "925 C" de (1700 F)

10-6 torr vakum iinde bir 1 saat boyunca. Vakum Rekristalizasyon rekristalize taneleri (ekil66b kristalize yapsn gsterir) termal dalama neden oldu. nce yeniden kristalletirilmemiyaps hala ilk overetching kalan hayalet snrlar olarak grlebilir.


54/57

". ekil 66": Ti-10V-2Fe-3AL az deforme "1150 C" (2100 F). (a) 30 dakika sreile 60ml H2O, 40 mL HNO3, 10 mL HF ile Etched. (b) 60 ml H2O, 30 dakikaboyunca 40 mLHNO3, 10 mL HF + termal olarak kaznm ile Etched "925 C" de(1700 F) vakum iinde 1 saat (10-6 torr) iin. Bytme verilmez. D. Eylon izniyle


55/57

Subgrain snrlar nispeten basit bir teknik kullanlarak ortayakarlabilir.Numune elektrove geri salm elektron modunda taramal elektronmikroskobu grntlenir.Kontrast vesubgrains yerininbelirlenmesi, kristalografik ynde farkllklarnedeniyle vardr. Elektrotermal dalama fenomen benzer farkl kristalografik dzlemlerzerinde farkl fiyatlar,gerekleir. Birok teknik alan geni derinlii kullanarak taramalelektron mikroskobuayn anda krk topografya ve mikro gzlemlemek iin gelitirilmitir. okbasit biryntem krk yz seici parlatma ve dalama ierir.Krk yz ve ilenmi yzeylerncebyle kk bir boya fras ile uygulanabilir bir stop-off vernik gibi uygunbir maskant ilemaskelenir.Krk yz seili alanlarnn maskesini drd braklr. Daha sonrarneksadece maskesiz alanlar etkileyecek olan, elektro ve kaznm edilir.Cilal veoyma vemaskeli alanlar arasnda arayz incelenmesi gibi gsterildii, mikroyap zelliklerivefractographic detaylar bir korelasyon izin "ek. 67". Buteknik genel mikroyapsaldetaylar ilikilendirilmesi iin yararldr, ama almak iin belirli biralanda tam olarak belirlemek zor olabilir.

"ekil 67".: Elektron mikroskobu (SEM) Ti-6Al-4V beta-tavl yorgun plaka numunegrnt tarama. (a) mikroyap / krk toporafya korelasyon gsteren cilalve unetched /kaznm krk toporafya arayz SEM. kincil atlak youn kayma bantlar bir


56/57


57/57

". ekil 68": Ti-6Al-4V toz metalurji kompakt, isostatically basldnda scak "925 C"(1700 F), 2 saat iin 103 MPa (15 ksi). (a) Taramal elektron mikroskobu. Etch yok. 80. (b)Optik mikrograf. Dalayc: Kroll'un reaktifi. 16 . D. Eylon izniyle

tİtanyum ve alaŞimlarinin metalografİsİ ve mİkroyapilari

Documents