[发明专利]一种由显微组织形貌确定钛合金β相取向的方法

说明书

本发明属于钛合金显微组织分析与晶体学领域，涉及一种由显微组织形貌确定钛合金β相取向的方法。本发明根据α相与β相间的晶体学位向关系，通过普通的显微组织形貌，反推计算出原始β相的取向，并能同时确定析出的α相的位向。降低制样的要求，提高数据采集与分析效率，放宽了对设备条件与能力的限制，使普通的低成本的光学显微镜也能实现晶体取向测定与分析，极大提高了该方法的适用范围，并降低了测试成本。同时，在完成了图谱绘制与数据库的建立之后，借助大数据与图像识别技术的拓展应用，可以快速的实现晶体取向的自动化标定，使效率得到质的提升。

技术领域

本发明属于钛合金显微组织分析与晶体学领域，涉及一种由显微组织形貌确定钛合金β相取向的方法。

背景技术

钛合金因其低密度、高强韧性、耐腐蚀的特点而获得了第四金属的美名，广泛应用在航空与航天等国家战略领域及医学与化工等民用领域。钛合金因具有遵循伯格斯取向关系的高温立方β相与低温密排六方α相的同素异构转变，而呈现出特定的显微组织形态。在钛合金的组织演化分析与控制以及宏微观力学行为研究中，原始β相的取向十分关键，它是组织演化的基础和起点，同时决定着其中析出的α相的取向；此外，β相取向的确定对于钛合金中β相织构的测定分析以及α相织构的分析都具有重要意义。

在晶体学取向的研究中，常用的技术手段有透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和背散射电子衍射仪(EBSD)。TEM虽然可以实现取向与形貌的对应观察分析，但存在制样要求高，效率低下，可观察的区域太小与结果不直观等缺点，设备投入大；XRD对制样要求不高，可观察的面积也足够大，不足的是难以实现形貌与取向的对应，不适用于分析某个β相的取向；EBSD虽然可以实现形貌与取向的对应观察分析，但制样要求非常高，设备投入大，操作要求高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种由显微组织形貌确定钛合金β相取向的方法，解决现有的技术手段在确定钛合金中β相取向时存在的制样困难，取向与形貌不能对应观察分析，可视区域小，效率低下、费用高昂的难题。

本发明的技术方案是：一种由显微组织形貌确定钛合金β相取向的方法，其特征在于，实施步骤如下：

1、将原始试样在β相转变温度以上5℃～20℃保温5min～10min，然后随炉冷却至室温，获得魏氏组织试样；

2、利用步骤1获得的魏氏组织试样制备透射电镜观察用薄片试样；

3、采用透射电镜对步骤2获得的薄片试样中的α集束进行观察，将成像模式与衍射模式结合，确定该合金中α相从β相析出时的惯习面{hkl}_βh；

4、根据β相的晶体学对称关系，确定步骤3获得的惯习面{hkl}_βh的i个等同晶面(h₁k₁l₁)_βh，(h₂k₂l₂)_βh，(h₃k₃l₃)_βh，…(h_ik_il_i)_βh；