一、 背景
鈦是20世紀50年代發(fā)展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金是航空航天工業(yè)中使用的一種新的重要結構材料，比重、強度和使用溫度介于鋁和鋼之間，但比鋁、鋼強度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域。主要是發(fā)展航空發(fā)動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金。隨著科技的發(fā)展，在其基礎上又開發(fā)出一批耐蝕鈦合金和高強鈦合金，主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件（如圖1）。此外還用于醫(yī)療領域、生產(chǎn)貯氫材料及形狀記憶合金等。
鈦是同素異構體，熔點為1668℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上呈體心立方晶格結構，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當?shù)暮辖鹪兀蛊湎嘧儨囟燃跋喾趾恐饾u改變而得到不同組織的鈦合金。室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：α合金，(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。α+β鈦合金是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強化。
鈦合金的密度一般在4.51g/cm3左右，僅為鋼的60%，純鈦的密度才接近普通鋼的密度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度遠大于其他金屬結構材料，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。熱處理鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩(wěn)定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。飛機的發(fā)動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
二、制備要求
鈦，是一種非常軟的易延展的金屬，在研磨和切割過程中容易生成機械孿晶。商業(yè)純鈦的制備是非常困難，其合金的制備相對容易一些。金相制備純鈦及鈦合金樣品時，極易產(chǎn)生機械孿晶、塑性變形、研磨顆粒嵌入、劃痕去除不完全等缺陷，純手動方法制備時更容易導致樣品表面不平整，進而掩蓋了組織本質，造成假象。因此，快速方便制備組織清晰、無劃痕、無變形、無嵌入、無假象的鈦及鈦合金是金相分析的基本要求。
三、實驗設備
1. 取樣切割機
根據(jù)樣品大小及形狀選擇砂輪切割機，如AbrasiMatic 300或精密切割機。本程序中樣品尺寸為12mm×17 mm×9 mm，因此無需再次切割，可直接鑲嵌。
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