钛及钛合金术语和金相图谱

钛及钛合金术语和金相图谱

国家标准 GB/T6611一2008 代替GB/T661m 1986,GB/T8755一1988 钛及钛合金术语和金相图谱 Terminologyandmetallographsfortitaniumandtitaniumalloys 2008-06-09发布 2008-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T6611一2008 前 言 本标准修订时参照了sAEAs1814一2003. 本标准代替G;B/T6611一1986《钛及钛合金术语》和GB/T8755一1988《钛及钛合金术语金 相图谱》. 本标准与GB/T661l一1986和GB/T8755一1988相比,主要有以下变动 -增加了无序a、双套组织,双态组织,李晶、纤维状a.,时效、中间相、网篮组织、蠕虫a、高密度 夹杂等10条组织术语; 对原标准中部分术语的描述进行了完善 -增加了部分术语图片; 更换了部分原标准中清晰度较差的图片 本标准由有色金属工业协会提出 本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责归口 本标准由宝钛集团有限公司,宝鸡钛业股份有限公司,有色金属工业标准计量质量研究所负责 起草 本标准主要起草人;黄永光,王永梅,徐祝掉、王韦琪、李渭清、张江峰,周光爵、王改焕 本标准所代替的历次版本发布情况为 GB/T6611一1986;GB/T8755一1988.
GB/T6611一2008 钛及钛合金术语和金相图谱 范围 本标准规定了钛及钛合金术语,并提供了部分术语金相照片 本标准适用于钛及钛合金 本标准不适用于钛及钛合金产品的验收 一般术语 2.1 合金alloy 由基体金属元素和添加元素及杂质所组成的金属物质 2.2 basicetalliceleent 基体金属元素 合金中含量占支配地位的金属元素 2.3 合金元素alloyingelement 为了获得具有特定性能的合金,加人或保留在基体金属中的金属或非金属元素 杂质impurity 金属中存在的,并非有意加人或保留的金属或非金属元素 2.5 变形合金wroughtalloy 主要用于塑性变形制造加工产品的合金 2.6 铸造合金eastingaloy 主要用生产铸件的合金 中间合金 masteralloy 只作为加人料用以调节成分或控制杂质的合金 2.8 可热处理合金heat-treatablealoy 可用适当的热处理方法强化的合金 2.9 不可热处理合金non-heat-treatablealoy 不能用热处理方法明显强化的合金 钛及钛合金 3 海绵钛titamimmsponge 用镁或钠还原四氯化钛获得的非致密金属钛
GB/T6611一2008 3.2 stitanium 碘法钛iodide cprocess 用碘作载体从海绵钛提纯得到的纯度较高的致密金属钛 钛含量质量分数)可达99.9% 3.3 工业纯钛eommereialtitanium 以钛为基体,并含有少量铁、碳、氧、氮与氢等杂质的致密金属 钛含量(质量分数)可达99% 3.4 钛合金 titaniumalloy 以钛为基体金属含有其他合金元素及杂质的合金 3.5 a钛合金atitaniumalloy 含有a稳定元素,在室温稳定状态基本为a相的钛合金 3.6 近《钛合金nearatitaniumaloy 以 相为基体仅含有少量目相的钛合金 在室温稳定状态目相含量(质量分数)一般小于10%的 钛合金 3.7 ap钛合金c-Btitaniumalloy 在室温稳定状态由《及8相所组成的钛合金 各相含量《质量分数)一般为10%一50% 如TC4、 TC1l等 3.8 B钛合金Btitaniumalloy 含有足够多的稳定元素,在适当冷却速度下能使其室温组织绝大部分为相的钛合金 如TB5、 TB6等 热处理 stressrelievinm 消除应力退火 ing 使产品残余应力减少又不引起组织再结晶的热处理 4.2 annealing 退火 通过消除加工引起的应变硬化、再结晶或析出物聚集,使金属软化的热处理 再结晶退火rrystalizaationammealing 加热到再结晶温度以上的退火,依靠再结晶消除加工硬化或调节组织， B退火Banealing 合金在月转变点以上适当温度进行的退火 4.5 等温退火isothermalanealing 为了稳定合金组织的一种热处理 在目转变点以下某一温度加热,随炉冷或转炉冷到规定的温度 并在该温度下保温一定时间,然后空冷到室温
GB/T6611一2008 4.6 双重退火duplexamnealing 分两阶段加热,每次都进行空冷的热处理,第一阶段空冷时使亚稳定相保留下来,而第二阶段保温 时亚稳定相发生分解 固溶热处理solutionheattreating 将合金加热到适当温度,并在这一温度保持足够时间使可溶组分完全溶人固溶体,在祚火以后能保 持一种不稳定状态的热处理 4.8 ehins 淬火quenm ng 将加热的合金与冷却介质接触,从一定温度以足够快的速度冷却,使可溶组分部分或全部保留在固 溶体中的过程 4.g 时效aging 经固溶处理后在适当温度保持足够时间,使其从不稳定固溶体中析出第二相而引起强化的热处理 显微组织 5 a稳定元素astabilizer 优先溶解于a相并升高转变温度的合金元素 铝是最通用的a稳定元素 间隙元素如氧和氨等 也是有效的a稳定元素 卜同晶稳定元素Bisomorphousstabilizer 优先溶解于8相,降低月转变温度而不产生共析反应,并与3钛形成连续固溶体的合金元素 一般 应用的9同晶型元素有饥和钼 5.3 B共析稳定元素Beteetoidstabilizer 优先溶解于已相,降低3转变温度并引起共析反应的合金元素 对有些合金这一反应进行得很慢 通用的3共析型合金元素有铁、铬和缸 5 置换元素substitutionalelement 原子尺寸及其他性质近似于钛,能置换或代替晶格上的钛原子,并在相图上形成明显固溶体区的合 金元素 用于钛合金的元素主要包括铝、饥、钼、铬、铁、锡和皓等 5 55 间隙元素interstitialelement 原子半径比较小.落于铁后位于钛晶格的空隙位置的死素 通常指氧.氮.氢和碳 5.6 a转变点atransus 标志a和a-3相区之间的相界温度 5 B转变点Btransus 平衡a相存在的最高温度
GB/T6611一2008 5.8 Ms 冷却过程中日相开始转变为马氏体相的最高温度 Mf 马氏体转变终止温度 5.10 有序结构orderedstrueture 溶质原子在溶剂晶格上呈有序的或周期性的排列 5.11 orientationa 无序 -种不均匀的a组织,由集束或以不同的角度存在的片状或蠕虫状a区域形成的,无显著的结晶学 取向,如不同的区域显示不同的形貌比例和晶粒外形 5.12 原始晶粒prior事grainm 最近一次进人到3相区时形成的3晶粒 这些品粒可能被以后在日转变点以下的加工所变形 aB 显微组织可以叠加在月晶粒边界上面,并使其变模糊 只有用特殊技术才能显示 见图1 13 aB组织c-structure 在特定温度下.,以 和吕为主要相的组织 由a.转变日和残留目相组成 典型组织形貌见图2. 5. 14 集束eolonies 在原始月晶粒内,a片取向几乎相同的区域 在工业纯钛中集束常常具有锯齿形边界 集束是从p 相区以引起a相成核长大的速度冷却下来形成的转变产物 典型组织形貌见图3 5.15 转变ptransformedp 局部或连续的组织,从日转变点以上或a-日相区较高温度冷却过程中由马氏体或经形核和长大过 程分解形成的产物 通常由片状的a日组成 片状a可能被日相隔离,可能并存初生 相 典型组织形 貌见图4 5 16 widanstattenstrcture 魏氏组织 从日转变点以上以不太快的速度冷却形成的一种原始3晶界完整,3晶粒内为a小片或a3小片组 成的组织 一般都存在粗大集束,长而平直,并具有较大的纵横比 典型组织形貌见图5 5.17 等轴组织equiaxelstrueture -种多角的或类似球形的显微组织,各个方向具有大致相等的尺寸 在a-3合金中主要是指横向 组织中大部分a相呈球形 典型组织形貌见图6 5.18 孪晶twin 有 一定结晶关系的一个晶体的两部分 李晶的方向或者是“李生平面”的母体方向的一个镜像,或 按一部分李晶“李生轴”旋转得到的方向 典型组织形貌见图7 5. 19 双套组织twsitstructure 在组织结构上明显表现为两种大小不同尺寸的等轴a 典型组织形貌见图8.
GB/T6611一2008 5.20 双态组织bmodalstrueture -种既存在等轴初生a,又存在片状a的显微组织 对于a或a3合金,当在rB区上部温度以一定 速度冷却,或在两相区上部温度进行变形,可形成这种显微组织 典型组织形貌见图9 5.21 matrix 基体 在两相或更多相的显微组织中,连续的或占优势的相形成的组分 典型组织形貌见图10,图11 5.22 a相aphase 钛的一种同素异晶体,具有密排六方晶体结构出现在日转变点以下 典型组织形貌见图12和 图13 5.23 针状uaeieularu 从日相冷却时成核长大或马氏体分解形成的a相 其典型的长宽比为10:1 在显微照片上,针 状a多半呈现针状形貌,而在三维空间则可呈现针状、凸透镜状或扁平状形貌 典型组织形貌见图14 5.24 球状uglobulara 球形的等轴a,见5.17“等轴组织” 典型组织形貌见图15 5.25 片状a组织platelet在structure 与针状a相比.长宽比较小的a组织 这种显微组织是 或cB合金从具有较高目相的温度区间加 工并以中等速度冷却形成的 典型组织形貌见图16 5.26 片状aplateleta 呈片状排列的a相,在魏氏组织中经常以集束或畔的形式出现 a片间也可能有3相 典型组织 形貌见图16 5.27 初生aprimarya 从最后的a-日相区上部加热保留下来的a相 典型组织形貌见图17 5. 28 次生csecondarya 在a相区加热,冷却过程中8相分解产生的a相 典型组织形貌见图18 5 29 拉长的xeongatela 在单向加工时形成的条状a，一般长宽比大于3:1 典型组织形貌见图19 5.30 晶界以grainboundarya 存在于原始晶界上的初生a或转变a相 可能是连续或不连续的,也可能伴有大块a 通常是从 B相区缓冷到aB相区而形成的 典型组织形貌见图20. 5.31 大块ubhloekya 比初生a显著粗大,并且更多角化的a相 是由单向加工引起的 可通过3再结晶或采用全3加 工再进行a十日加工予以消除 它与周围正常组织相比显微硬度没有明显差别 典型组织形貌见
GB/T6611一2008 图21 5.32 纤维状astringa 经无方向性的金属加工,拉长和扭曲的小板条a,但未破碎或再结晶 也称为“蠕虫a” 5.33 马氏体 martensite 从月相以很快的速度冷却,以非扩散转变形成的a产物,含有过饱和的稳定元素,亦称马氏体a 典型组织形貌见图22 5.34 uprime(he%agonalmartensite a'(六方马氏体)up 3相以非扩散转变形成的过饱和非平衡六方晶格《相 常常与针状a难以区分 区分的特征是马 氏体片截止在原始晶界而针状a常在这些晶粒边界成核 长宽比为10:1或更大 5.35 a(斜方马氏体》edbemrimlrhohbombemunrtenste) 一些合金中由B相以非扩散转变形成的过饱和非平衡斜方相 也可能由加工应变引起,可以用 在- 适当的中间退火来消除 5.36 u组织u2structure 由有序a相如Ti,(AI,Sn)等组成的组织,可采用X射线衍射或电子衍射测定 出现在a稳定元素 含量高的合金中 5.37 B相Bphase 钛的一种同素异晶体,具有体心立方晶体结构 出现在a转变点以上 5.38 晶间！inergtanularp 位于a晶粒间的3相,在月稳定元素低的合金中,在等轴a组织的情况下产生,常以小岛状存在 典型组织形貌见图23 5.39 亚稳定Bmetastablep -种非平衡的月相,在随后的处理及使用中由于热或应变能的激发可部分的或全部的转变成马氏 体、a或共析分解产物 典型组织形貌见图24 55 .40 时效Bagedp 时效时形成的特别细小的a沉淀在8基体上 41 中间相intermediatephase -种可区别的同类相,其成分与相邻相互不扩散,如TiH和TiO. 5 42 ?结构?structure -种有序的钛铝化合物,其化学计量比为TiAI,是面心立方晶体结构 5 43 o相ophase 通过成核长大形成的一种非平衡亚显微相,一般认为它是从日相析出a相时的过渡相,淖火或等温
GB/T6611一2008 形成的,出现在亚稳定8合金及富8含量的aB合金中,并严重引起脆性 淬火o形成时成分不发生变 化 等温w通常是在200C~500时效时保留的相形成的 典型组织形貌见图25. 5.44 pha 氢化物相hydride 当钛中氢含量超过其溶解度时形成的TiH 相，一般是由于处在特殊环境下造成的 典型组织形 貌见图26 5.45 B斑Bleck 在aR显微组织中转变的贫a和/或富3相区 这一富3相区具有比周围区域较低的月转变点 3斑中《相的含量较少,它的初生a形貌可能与周围组织中的初生a形貌不同 典型组织形貌见图27 5.46 金属间化合物intermetalliecompond 通常在合金系中以一定的原子比出现、固溶范围很窄的相,一般是脆性 如(TiZr)5Si3等 典型 组织形貌见图28 5.47 u层 uease 富集氧、氮及碳的 稳定表面层,通常是在高温下暴露于空气中形成的 《层通常硬而脆认为是 有害的 典型组织形貌见图29 5 48 高间隙缺陷(HD)hiehinterstitialdefeet(HD) 由局部很高的氧、氮及碳等间隙元素富集而引起的a稳定区,其硬度显著高于附近的区域 这些间 隙元素提高月转变点,并产生高的硬度,通常使 相变胞 此种缺陷通常称为I型缺陷或低密度缺陷 LD1),这些缺陷通常与孔洞和裂纹有关 典型组织形貌见图30. 5.49 高铝缺陷(HAD)highaluminitumdefeet(HAD 铝含量异常高的a稳定区,含有大量的初生a相,其显微硬度稍高于附近的区域 也称为】型缺 陷 当这种a被拉长时则称做“带状” 典型组织形貌见图31 5.50 贫B区-leanregion 在a显微组织中8稳定元素异常低的区域,含有大量的初生a相,其显微硬度与附近区域无明显 差别 典型组织形貌见图32 5. 51 网篮组织basketweave 8区加热经较大的区变形、在a十8区终止变形后得到的组织,变形量达50%或更大,原始日品界 得到基本破碎,a片或a十3小片短而歪扭,并具有较小的纵横比,且各a集束交错排列 典型组织形貌 见图33 5.52 蠕虫awormya 见5.32纤维状aa 5.53 高密度夹杂highdensityinelwsion(HDD) 比基体密度高的夹杂物,通常指钨或锯元素集中的区域 通过X射线很容易发现,而且比基体亮 度高 典型组织形貌见图34
GB/T6611一2008 a)原始3品粒Tc; b)有弥散析出的日品粒T2 图1原始B晶粒100× 500X TC4 图2a-B组织 250x 图3集束IC4
GB/T6611一2008 500× 图4转变BTC4 100X 500 图5魏氏组织IC4 图6等轴组织Tc4 TA2250× TC11250X 图7李晶 图8双套组织
GB/T6611一2008 bTAl5500X aTC11250× 图g9双态组织 TB2500 TC4500x 图11 图10基体(基体 a)u十基体(转变B基体 TC45000X 图11 b)u十基体(转变B基体 10
GB/T6611?2008 TA7320? TCI1250 ?12a ?13 C 500X ?14?uTC4 250x 500 ?15?cTC4 ?16??aIC4 1l
GB/T6611一2008 500x 000× aTC4 TC11 图17初生 图18初生a+次生 G TC1500x 图19拉长u 100X 500Xx 图20晶界aTC4 图21大块aIc11 12
GB/T6611一2008 250 图22马氏体TC4 a等轴a十晶间500x b等轴a十晶间月 (e片状a十晶间3250X d片状a十晶间5000× 图23晶间pIc4 13
GB/T6611一2008 02 T-l1.5Mo-6Zr4.5Sn 图24亚稳定BTB22000× 图25o相 100m 图26氢化物相ZIC41000× 图27p斑TC11 500 b 图28金属间化合物[(Tizr),Si]T-11Sn-5Zr2.2A-1NMo-0.22si 14
GB/T6611?2008 oom I00m ?29uTC4 ?30???Ic4 ?Tc1180x ?31 Tc4Hv=300;?Hv=493)200 200X ?32?BTC9 15
GB/T6611?2008 ?33?Tc4500x ?34??TC250X 16
GB/T6611一2008 汉语拼音索引 5.47 5.53 a层 高密度夹杂 3.7 工业纯钛 3.3 c-钛合金 5. 固溶热处理 c-|组织 13 钛合金 3.5 5.1 稳定元素 海绵钛 3 5. .22 a相 2. a转变点 2. 5. 34 '六方马氏体 "斜方马氏体 35 5. u组织 36 基体金属元素 2.2 B斑 45 基体 5. .21 B共析稳定元素 集束 S 14 p钛合金 间隙元素 5.5 B同晶稳定元素 3.6 近u钛合金 B退火 金属间化合物 5.46 B相 37 晶间B 5.38 B转变点 晶界a S .30 Mt 5.9 MIs ?结构 42 可热处理合金 o相 43 拉长的a 5.29 变形合金 *+ 5.18 孪晶 不可热处理合金 o 马氏体 5.33 初生a 5.27 次生a 5. 28 淬火 4.8 5.25 片状a组织 片状a 5.26 贫B区 5.50 大块a 5.31 等温退火 4.5 等轴组织 17 5 5.32 纤维状G a 碘法钛 3.2 氢化物相 5.44 球状a 5.24 5. 48 高间隙缺陷(IHD 5.49 5.52 高铝缺陷(HAD 蠕虫 G
GB/T6611一2008 4.9 5.39 时效 亚稳定p 5.10 5.40 时效B 有序结构 5.12 4.6 原始B晶粒 双重退火 19 双套组织 5 5.20 双态组织 2.4 杂质 再结晶退火 a 5.23 钛合金 针状 5.4 退火 置换元素 中间合金 中间相 网篮组织 5.51 铸造合金 魏氏组织 5.16 15 转变p 无序a 消除应力退火 18