[发明专利]一种双相钛合金相比例的快速分析方法

说明书

本发明涉及一种双相钛合金相比例的快速分析方法，属于XRD定量相分析技术领域。首先清洁样品；采用装备有二维探测器的便携式测量装置，将X射线入射线与样品表面夹角设为45°以上，工作距离调整到15～50mm；调整光斑位置至待测点，并在装置中键入工作距离；开启高压及射线窗口，测量并收集α相和β相德拜环；根据α相{hkl}和β相{nmp}德拜环的2θ角及晶面间距，分辨并指标化各德拜环；解析衍射数据，去除背景，将对应德拜环分别进行强度积分；计算出α和β的比例。本发明无需破坏，特别适用于大型工件，成品件的测量，可在一定程度上减弱织构和晶粒粗大对相含量计算的干扰。

技术领域

本发明涉及一种双相钛合金相比例的快速分析方法，特别涉及一种双相钛合金(TC4，TB6)相比例的快速定量物相分析方法，主要用于钛合金，包括大型构件，小型样块，3D打印粉末等不同型号和规格的钛合金中的α和β含量的测定，无需破坏，测试速度快，属于X射线衍射分析技术领域。

背景技术

钛合金密度低、质轻、强度高，是航空航天的重要结构材料，同时能形成致密的钝化膜，具有优异的抗氧化和抗海水腐蚀性能。

钛有两种晶型，高温为体心立方结构，β相，低温为密排六方结构，α相。α相高温性能好、组织稳定；β相塑性较好、强度高、室温组织不稳定。两相转变温度约800℃，在钛中加入合金元素，相变动力学亦会随之改变，比如Al、Zr可以稳定α相，V、Mo可以稳定β相，从而可根据合金性能要求调整各相的比例，优化使用性能。

因此，对α和β相含量的测定非常重要。传统采用X射线衍射(XRD)方法，测试X射线衍射图谱，然后拟合各相的衍射峰强，并基于K值计算相含量。该方法需要制取小试块，或研磨成粉状样品，不适用于零部件制成品和大型工件的检测。

因此，提供一种适用于零部件制成品和大型工件的检测的双相钛合金相比例的快速分析系统和方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于零部件制成品和大型工件的检测的双相钛合金相比例的快速分析方法，对样品的规格的尺寸无特殊要求，无需破坏样品；一定程度上避免大晶粒和择优取向对物相定量分析的影响；相对于传统方法，结果更为准确。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种双相钛合金相比例的快速分析方法，其步骤如下：

(1)清洁样品，去除表面沾污；

(2)采用装备有二维探测器的便携式测量装置，将X射线入射线与样品表面夹角设为45°以上，X射线光源至样品的工作距离调整到15～50mm；然后调整光斑位置至待测点，并在装置中键入工作距离；

(3)开启高压及射线窗口，测量并收集α相和β相德拜环；

(4)根据α相{hkl}和β相{nmp}德拜环的2θ角及晶面间距，分辨并指标化各德拜环；

(5)解析衍射数据，去除背景，将对应德拜环分别进行强度积分；

(6)修正RIR值，峰强比以及几何因子，依据下述公式1，计算出α和β的比例：

其中：w_α、w_β——α和β的比例；

——α相{hkl}晶面和β相{nmp}晶面的积分强度；

——α相{hkl}晶面和β相{nmp}晶面的几何因子；

L＝tan² 2θ/cosθ其中θ为相应晶面的衍射角；