チタンとチタンの合金の高解像度メタログラフィーを発見：顕微鏡の世界への素晴らしい旅

July 16, 2024

チタン材料は、優れた物理的および化学的特性のために、多くの分野で幅広い用途を示す大きな産業価値のある金属です。軽量で高強度の金属として、チタンは約4.5 g/cm3の密度があり、アルミニウムの比重に近いが、アルミニウムよりも強度と耐食性が高いため、ほとんどの酸とアルカリに抵抗することができる媒体、および海水などの過酷な環境でうまく機能します。さらに、チタンは生体適合性が良好であるため、人工関節、歯科インプラントなど、医療機器の分野に幅広い用途があります。

チタン合金は、他の金属要素（アルミニウム、バナジウム、鉄など）と合金化することにより作られ、合金化により、強度、耐食性、その他の特性の改善など、さらに最適化できます。航空宇宙産業では、航空機の構造、エンジンコンポーネント、およびその他の重要な部品で、軽量で高強度の特性があるため、チタン合金が広く使用されています。化学産業では、チタン合金は、酸性環境やアルカリ性環境で長期間安定に動作できる化学反応器、淡水化装置などの腐食耐性装置やパイプラインの製造に一般的に使用されています。重要な役割。さらに、チタン合金は、ゴルフクラブ、自転車フレームなどのスポーツ用品の製造にも使用されています。これらは、軽量で強力な特性のために優れた競争力のあるパフォーマンスと経験をアスリートに提供します。全体的に、チタンとその合金は、卓越した特性と多様なアプリケーションのために、現代の産業と技術に大きな技術的進歩とイノベーションの機会を提供します。

チタンとチタンの合金の高解像度金属学プロファイルの今日の要約は、チタン合金の微細構造の謎に光を当てています。

チタン合金の金属製の組織は、通常、次の主要な段階に関係しています。

アルファ相（アルファ相）：これはチタン合金で最も安定した相であり、可塑性と靭性が良好です。低温では、ほとんどのチタン合金がアルファ相に存在します。

B相（ベータ相）：高温では、いくつかのチタン合金がベータ相に変換されます。これは強度と硬度が高くなります。B相の安定性は、バナジウムやバナジウムなどの合金のB型要素の含有量とともに増加します。アルミニウム。

α+β相：一部のチタン合金は、室温でαとβ相の共存を持ちます。この組織は、α相の可塑性と靭性、およびB相の高強度と硬度特性を保持します。

Wフェーズ（オメガフェーズ）：これは、極端な条件（たとえば、高圧および高温）でのみ表示される高圧フェーズであり、通常、合金処理中は不安定です。

混合フェーズ：上記の主相に加えて、チタン合金には他の混合または亜安定な相がある場合があり、これらの相の存在は、合金の組成、熱処理条件、およびその他の要因によって影響を受けます。

これらのフェーズの存在と割合は、チタン合金の機械的特性、腐食抵抗、処理性能に重要な影響を及ぼしているため、金属学的分析は、チタン材料の研究と応用に非常に重要です。

チタン合金の金属造影サンプルの調製における重要なポイントには、次の手順が含まれます。

1.サンプルの選択：代表的なチタン合金サンプルを選択し、サンプル表面が平らであることを確認し、明らかな欠陥や損傷はありません。

2.切断と研削：他の金属と比較して、チタンの金属熱伝導率は低いです。切断サンプルは、高速切削工具またはワイヤー切断機を使用してチタン合金合金サンプルを適切なサイズにカットするために、局所的な過熱を防ぐために水冷する必要がありますブロックまたはスライスのものですが、切断ブレードと飼料速度の切削速度を下げる必要もあります。次に、その後の金属学的分析と観察のために、研削、研磨、およびその他のプロセスにより、サンプル表面を平らに滑らかにします。

3.粗く微細な研削：徐々に洗練された研削輪または研磨紙を使用して、サンプル上の粗い粉砕を削除して、サンプル表面の平坦性と平行性を維持しながら、切断プロセス中に生成された熱変形ゾーンと傷を除去します。

4.ミラーの研磨：サンプル表面は、冶金顕微鏡の観察が種冶金の組織と粒子構造を明確に区別できるように、ミラー仕上げにさらに磨かれています。過度の熱損傷またはサンプル表面上の擬似相の形成を避けるために、研磨プロセス中に研磨時間と圧力を制御する必要があります。

5.腐食と脱脂：特定のニーズに応じて、さまざまなメタログラフ組織の境界と形態を明らかにするために、サンプル腐食処理に適切な腐食剤（Kroll'sreagentなど）を選択できます。腐食後、腐食を除去して腐食性の残留物を除去して、金属学の分析結果との干渉を避ける必要があります。

6.洗浄と乾燥：最後に、脱イオン水またはエタノールおよびその他の洗浄剤を使用して、サンプル表面を徹底的にきれいにして、不純物が存在しないようにします。その後、サンプルは、水分保持と酸化を防ぐために、低温乾燥装置を使用して自然乾燥または乾燥のために換気された領域に配置されます。

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