降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法。本發(fā)明采用線切割設(shè)備從鈦基金屬間化合物試樣坯上取樣，控制切割速度為0.02~0.05m/s，得到待加工試樣，選用G7刀對(duì)待加工試樣進(jìn)行切削，采用綠色碳化硅砂輪對(duì)切削后的試樣進(jìn)行磨削，磨削過(guò)程采用粗磨和精磨兩段控制法，對(duì)磨削后的試樣進(jìn)行機(jī)械拋光，對(duì)拋光后的試樣按GB/T228規(guī)定的要求進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。本發(fā)明得到的測(cè)試樣品表面光滑，表面缺陷減少，在不需要增加控制設(shè)備的條件下，能夠滿足缺口敏感材料性能測(cè)試的需要完全解決了該材料性能試樣無(wú)法真實(shí)反映材料真實(shí)性能水平的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鈦基金屬間化合物具有獨(dú)特的輕質(zhì)和高強(qiáng)度的特性，使其作為航空航天用高溫結(jié)構(gòu)材料受到研究者的重視。但是，由于其具有明顯的室溫脆性，拉伸過(guò)程中延伸率不足1%即會(huì)斷裂，并且在熱加工過(guò)程中晶粒會(huì)急劇變大，導(dǎo)致進(jìn)一步脆化，可加工性很差，使其應(yīng)用遇到困難。
[0003]在對(duì)鈦基金屬間化合物進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，鈦基金屬間化合物性能試樣出現(xiàn)了無(wú)效區(qū)脆性斷裂，無(wú)法測(cè)試塑性性能，經(jīng)大量試驗(yàn)，依然無(wú)法真實(shí)反映金屬材料的真實(shí)力學(xué)性能水平。對(duì)鈦基金屬間化合物試樣進(jìn)行低倍組織和高倍組織分析，在顯微鏡下能夠明顯地看見(jiàn)大量不同延伸擴(kuò)展方向的細(xì)密的微小的裂紋分布在試樣表面，可以看出試樣斷裂起源于試樣的外表面區(qū)域，表現(xiàn)為缺口敏感性。因此，如何降低甚至消除鈦基金屬間化合物的缺口敏感性是一個(gè)值得進(jìn)一步研究的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法，目的在對(duì)鈦基金屬間化合物進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，減少試樣在無(wú)效區(qū)脆性斷裂現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而反映出鈦基金屬間化合物材料的真實(shí)力學(xué)性能水平。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行:
(1)從試樣還切試樣:
采用線切割設(shè)備從鈦基金屬間化合物試樣坯上取樣，使用鑰絲進(jìn)行線切割，控制切割速度為0.02、.05m/s，切割過(guò)程中保持氯化冷卻液充足，得到待加工試樣；
(2)試樣加工:
①選用G7刀對(duì)待加工試樣進(jìn)行切削，控制試樣給進(jìn)量為0.2^0.6mm，切削速度為鋼切削速度的20?50% ；
②采用綠色碳化硅砂輪對(duì)切削后的試樣進(jìn)行磨削，磨削過(guò)程采用粗磨和精磨兩段控制法，粗磨的每次磨削量應(yīng)< 0.2mm，精磨的每次磨削量< 0.05mm，磨削過(guò)程中的冷卻液采用水劑切削液；
③對(duì)磨削后的試樣進(jìn)行機(jī)械拋光，控制拋光角度為30°?45°,拋光機(jī)床的轉(zhuǎn)速為2000?4000 轉(zhuǎn) / 秒；
(3)對(duì)拋光后的試樣按GB/T228規(guī)定的要求進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，其中在進(jìn)行持久性能和室溫拉伸塑性性能測(cè)試時(shí)，控制試樣的初始加載速度為0.Γ0.5mm/s。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是:
本發(fā)明的降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法，在進(jìn)行試樣切割時(shí)，保持冷卻液充足，切割速度比普通鈦合金低20%左右，這樣能夠有效減少切割熱量積聚所造成的影響區(qū)域面積；
本發(fā)明中對(duì)試樣切削嚴(yán)格控制給進(jìn)量和刀速，可以得到表面光亮程度好的性能試樣，且借助放大鏡觀察試樣表面，加工出來(lái)的性能試樣的微小的切屑痕跡數(shù)量非常少；
本發(fā)明在對(duì)試樣機(jī)械拋光時(shí)，嚴(yán)格控制拋光角度和機(jī)床轉(zhuǎn)速，得到的試樣表面光潔度非常好；
本發(fā)明在對(duì)試樣進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，需要嚴(yán)格控制試樣較低的初始加載速度，有效降低了試樣材料的缺口敏感性。
[0007]本發(fā)明的降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法，得到的測(cè)試樣品表面光滑，表面缺陷減少，在不需要增加控制設(shè)備的條件下，能夠滿足缺口敏感材料性能測(cè)試的需要，避免了人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，能夠完全解決該材料性能試樣無(wú)法真實(shí)反映材料真實(shí)性能水平的問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明實(shí)施例中的鈦基金屬間化合物是鈦合金中的一種，購(gòu)買自中科院沈陽(yáng)金屬研究所和北京鋼研高納科技股份有限公司。
[0010]實(shí)施例1
本實(shí)施例如圖1所示，按照以下步驟進(jìn)行:
(1)從試樣還切試樣:
采用線切割設(shè)備從鈦基金屬間化合物試樣坯上取樣，使用鑰絲進(jìn)行線切割，控制切割速度為0.02m/s，切割過(guò)程中保持氯化冷卻液充足，得到待加工試樣；
(2)試樣加工:
①選用G7刀對(duì)待加工試樣進(jìn)行切削，控制試樣給進(jìn)量為0.6mm，切削速度為鋼切削速度的40% ；
②采用綠色碳化硅砂輪對(duì)切削后的試樣進(jìn)行磨削，磨削過(guò)程采用粗磨和精磨兩段控制法，粗磨的每次磨削量應(yīng)< 0.2mm，精磨的每次磨削量< 0.05mm，磨削過(guò)程中的冷卻液采用水劑切削液；
③對(duì)磨削后的試樣進(jìn)行機(jī)械拋光，控制拋光角度為35°,拋光機(jī)床的轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/
秒；
(3)對(duì)拋光后的試樣按GB/T228規(guī)定的要求進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，其中在進(jìn)行持久性能和室溫拉伸塑性性能測(cè)試時(shí)，控制試樣的初始加載速度為0.lmm/So
[0011]對(duì)同樣的鈦基金屬間化合物試樣坯，按照普通鈦合金的切割方式切割得到試樣，再經(jīng)常規(guī)切削工序，得到的待測(cè)試樣，經(jīng)檢測(cè)持久性能在20h出現(xiàn)斷裂，室溫拉伸塑性只有2% ;而經(jīng)本實(shí)施方法處理的試樣經(jīng)力學(xué)性能檢測(cè)，持久性能在10h未出現(xiàn)斷裂，室溫拉伸塑性達(dá)9%，而鈦基金屬間化合物作為航空航天用高溫結(jié)構(gòu)材料的合格技術(shù)指標(biāo)是> 8%，說(shuō)明采用本發(fā)明實(shí)施例的方法有效降低了測(cè)試樣品的缺口敏感性，反映出了材料的真實(shí)力學(xué)水平。
[0012]實(shí)施例2
本實(shí)施例如圖1所示，按照以下步驟進(jìn)行:
(1)從試樣還切試樣:
采用線切割設(shè)備從鈦基金屬間化合物試樣坯上取樣，使用鑰絲進(jìn)行線切割，控制切割速度為0.03m/s，切割過(guò)程中保持氯化冷卻液充足，得到待加工試樣；
(2)試樣加工:
①選用G7刀對(duì)待加工試樣進(jìn)行切削，控制試樣給進(jìn)量為0.4mm，切削速度為鋼切削速度的20% ；
②采用綠色碳化硅砂輪對(duì)切削后的試樣進(jìn)行磨削，磨削過(guò)程采用粗磨和精磨兩段控制法，粗磨的每次磨削量應(yīng)< 0.2mm，精磨的每次磨削量< 0.05mm，磨削過(guò)程中的冷卻液采用水劑切削液；
③對(duì)磨削后的試樣進(jìn)行機(jī)械拋光，控制拋光角度為45°,拋光機(jī)床的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/
秒；
(3)對(duì)拋光后的試樣按GB/T228規(guī)定的要求進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，其中在進(jìn)行持久性能和室溫拉伸塑性性能測(cè)試時(shí)，控制試樣的初始加載速度為0.3mm/s。
[0013]對(duì)同樣的鈦基金屬間化合物試樣坯，按照普通鈦合金的切割方式切割得到試樣，再經(jīng)常規(guī)切削工序，得到的待測(cè)試樣，經(jīng)檢測(cè)持久性能在50h出現(xiàn)斷裂，室溫拉伸塑性只有5% ;而經(jīng)本實(shí)施方法處理的試樣經(jīng)力學(xué)性能檢測(cè)，持久性能在10h未出現(xiàn)斷裂，室溫拉伸塑性達(dá)12%，而鈦基金屬間化合物作為航空航天用高溫結(jié)構(gòu)材料的合格技術(shù)指標(biāo)是> 8%，說(shuō)明采用本發(fā)明實(shí)施例的方法有效降低了測(cè)試樣品的缺口敏感性，反映出了材料的真實(shí)力學(xué)水平。
[0014]實(shí)施例3
本實(shí)施例如圖1所示，按照以下步驟進(jìn)行:
(1)從試樣還切試樣:
采用線切割設(shè)備從鈦基金屬間化合物試樣坯上取樣，使用鑰絲進(jìn)行線切割，控制切割速度為0.05m/s，切割過(guò)程中保持氯化冷卻液充足，得到待加工試樣；
(2)試樣加工:
①選用G7刀對(duì)待加工試樣進(jìn)行切削，控制試樣給進(jìn)量為0.2mm，切削速度為鋼切削速度的50% ；
②采用綠色碳化硅砂輪對(duì)切削后的試樣進(jìn)行磨削，磨削過(guò)程采用粗磨和精磨兩段控制法，粗磨的每次磨削量應(yīng)< 0.2mm，精磨的每次磨削量< 0.05mm，磨削過(guò)程中的冷卻液采用水劑切削液；
③對(duì)磨削后的試樣進(jìn)行機(jī)械拋光，控制拋光角度為30°,拋光機(jī)床的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/
秒；
(3)對(duì)拋光后的試樣按GB/T228規(guī)定的要求進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，其中在進(jìn)行持久性能和室溫拉伸塑性性能測(cè)試時(shí)，控制試樣的初始加載速度為0.5mm/so
[0015]對(duì)同樣的鈦基金屬間化合物試樣坯，按照普通鈦合金的切割方式切割得到試樣，再經(jīng)常規(guī)切削工序，得到的待測(cè)試樣，經(jīng)檢測(cè)持久性能在35h出現(xiàn)斷裂，室溫拉伸塑性只有4% ;而經(jīng)本實(shí)施方法處理的試樣經(jīng)力學(xué)性能檢測(cè)，持久性能在10h未出現(xiàn)斷裂，室溫拉伸塑性達(dá)10%，而鈦基金屬間化合物作為航空航天用高溫結(jié)構(gòu)材料的合格技術(shù)指標(biāo)是> 8%，說(shuō)明采用本發(fā)明實(shí)施例的方法有效降低了測(cè)試樣品的缺口敏感性，反映出了材料的真實(shí)力學(xué)水平。
【權(quán)利要求】
1.一種降低鈦基金屬間化合物力學(xué)性能測(cè)試缺口敏感性的方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: (1)從試樣還切試樣: 采用線切割設(shè)備從鈦基金屬間化合物試樣坯上取樣，使用鑰絲進(jìn)行線切割，控制切割速度為0.02^0.05111/8，切割過(guò)程中保持氯化冷卻液充足，得到待加工試樣； (2)試樣加工: ①選用67刀對(duì)待加工試樣進(jìn)行切削，控制試樣給進(jìn)量為0.2^0.6111111，切削速度為鋼切削速度的20?50% ； ②采用綠色碳化硅砂輪對(duì)切削后的試樣進(jìn)行磨削，磨削過(guò)程采用粗磨和精磨兩段控制法，粗磨的每次磨削量應(yīng)? 0.2臟，精磨的每次磨削量? 0.05臟，磨削過(guò)程中的冷卻液采用水劑切削液； ③對(duì)磨削后的試樣進(jìn)行機(jī)械拋光，控制拋光角度為30°?45°，拋光機(jī)床的轉(zhuǎn)速為2000?4000 轉(zhuǎn) / 秒； (3)對(duì)拋光后的試樣按68/1228規(guī)定的要求進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，其中在進(jìn)行持久性能和室溫拉伸塑性性能測(cè)試時(shí)，控制試樣的初始加載速度為0.1^0.5皿々。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK104359729SQ201410591198
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】胡井祥, 楊勇, 方波, 魏明霞, 宋璽玉 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司