[发明专利]常温下快速提高钛合金硬度的实验方法

说明书

本发明公开了一种常温下快速提高钛合金硬度的实验方法，将钛合金原材料加工成圆柱体样品，去除表面氧化层，将样品放置于电冲击处理设备两电极之间；设置电冲击的参数并对样品进行电冲击处理，待样品冷却至室温后，去除表面氧化层，将电冲击处理后的样品通过线切割沿中心轴线切开并通过热镶嵌制得金相试样，将金相试样打磨、抛光、清洗；利用扫描电子显微镜表征电冲击处理前后金相试样的微观结构变化，并通过显微硬度计检测电冲击处理前后金相试样的硬度变化；对比分析处理前后钛合金的硬度变化及其与微结构的关系，得出实验结论。该方法可以在常温下短时间内快速提高钛合金的整体硬度，对钛合金的研究和应用具有重要的意义。

技术领域

本发明属于钛合金领域，具体涉及一种常温下快速提高钛合金硬度的实验方法。

背景技术

钛合金因其具有低密度、高强度、高韧性和耐腐蚀性好等优点而被广泛应用于船舶、航空航天、医疗器械和军工等领域。常见钛合金组织主要包含α相和β相，不同的α相和β相含量直接影响钛合金性能。

在特定工况下需要有高硬度的钛合金材料服役工作，为此有研究者通过固溶处理、离子注入处理、超声处理等方法来提高钛合金的硬度，从而使材料达到使用标准，但上述常规处理方法过程复杂，耗时长，需要高温、高压、真空等特定条件。因此，找到一种提高钛合金硬度的实验方法，尤其是常温下能快速提高钛合金硬度的且简易节能的新实验方法，对于指导钛合金在实际中的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种常温下快速提高钛合金硬度的实验方法，该方法可以在常温下短时间内快速提高钛合金的整体硬度，对钛合金的研究和应用具有重要的意义。

本发明所采用的技术方案是：

一种常温下快速提高钛合金硬度的实验方法，包括步骤：

S1、将钛合金原材料加工成圆柱体样品，去除表面氧化层，将样品放置于电冲击处理设备两电极之间；

S2、设置电冲击的参数并对样品进行电冲击处理，待样品冷却至室温后，去除表面氧化层，将电冲击处理后的样品通过线切割沿中心轴线切开并通过热镶嵌制得金相试样，将金相试样打磨、抛光、清洗；

S3、利用扫描电子显微镜表征电冲击处理前后金相试样的微观结构变化，并通过显微硬度计检测电冲击处理前后金相试样的硬度变化；

S4、对比分析处理前后钛合金的硬度变化及其与微结构的关系，得出实验结论。

在步骤S1中，表面氧化层通过砂纸打磨去除。

在步骤S2中，表面氧化层通过砂纸打磨去除，金相试样通过从粗到细的砂纸依次打磨。

在步骤S2中，用OPS抛光液进行抛光。

在步骤S2中，用酒精超声进行清洗。

在步骤S3中，检测电冲击处理前后金相试样的硬度变化时，分别在金相试样的上、中、下区域各选取若干个形成矩阵的点进行硬度测试，去除最大值和最小值后，得到处理前后钛合金硬度值的平均值和分布。

在步骤S3中，表征电冲击处理前后金相试样的微观结构变化时，选取金相试样的中间区域。

本发明的有益效果是：

该方法可以在常温下短时间内快速提高钛合金的整体硬度，在常温下用电冲击处理钛合金，处理过程耗时短。钛合金的硬度提高主要源于电冲击处理改变其微结构有关，表明电冲击处理技术可在常温下快速提高钛合金的硬度，对钛合金的研究和应用具有重要的意义。

附图说明

图1是硬度测试示意图和处理前后硬度值分布图，其中a)是硬度测试示意图，b)是处理前后硬度平均值分布图。