SU966546A1 - Method of preparing surface of easy-passivating metals and alloys for investigating their structure - Google Patents
Method of preparing surface of easy-passivating metals and alloys for investigating their structure Download PDFInfo
- Publication number
- SU966546A1 SU966546A1 SU792764030A SU2764030A SU966546A1 SU 966546 A1 SU966546 A1 SU 966546A1 SU 792764030 A SU792764030 A SU 792764030A SU 2764030 A SU2764030 A SU 2764030A SU 966546 A1 SU966546 A1 SU 966546A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- alloys
- sample
- metals
- investigating
- easy
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims 1
- 238000005088 metallography Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
Изобретение относитс к металловедению цветных металлов и может быть использовано при подготовке поверхности легкопассивирующихс металлов и сплавов, в том числе титана , ниоби , циркони , гафни ,дл исследовани их структуры металлогра фическим , электронномикроскопическим рентгенографическим, микрорентгеноспектральным методами,широко примен емыми в машиностроении, авиастроении , ракетостроении, металлургии. Известны способы получени объектов исследовани структуры механичес КИМ шлифованием и полированием, элек трохимическим полированием 1. Однако механическое шлифование и полирование обусловливает наклеп поверхности и вл етс мало производительным , электрохимическое, полирование требует очень жесткого регламентировани токовых режимов обработки и состава растворов. Наиболее близким к изобретению вл етс способ подготовки поверхности химическим методом, вклк чаю1ций операции механического шлифовани и химического полировани шлифовальных образцов титана в кип щей ортофосфорной кислоте 2. Недостатком известного способа вл етс то, что обеспечива полирование , он не способен одновременно с этим вы вл ть действительный рельеф поверхности разных фаз со всеми детал ми микро-, суб- и тонкой структуры . Данный метод вл етс только подготовительным, а не окончательным при подготовке объектов исследовани структуры, поскольку после химического полировани требуетс последующее дополнительное травление в специальных реактивах по определенным режимам. Цель изобретени - вы вление мик1ро-, суб- и тонкой структуры с высокой степенью разрешени деталей размерами до 0,1 мкм. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу подготовки поверхности легкопассивирующихс металлов и сплавов дл исследовани их структуры, включающему механическое шлифование и химическое полирование , последнее осуществл ют попеременным многократным погружением образца в концентрированные растворы сначала перекиси водорода, а затем смеси плавиковой и азотной кислот.The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals and can be used in the preparation of the surface of lightly passivating metals and alloys, including titanium, niobium, zirconium, and hafnium, for the study of their structure by metallographic, electron microscopic X-ray, micro X-ray spectroscopic methods widely used in mechanical engineering, aircraft building, rocket science, metallurgy. There are known methods for obtaining objects for the study of the structure of mechanical IMM by grinding and polishing, electrochemical polishing 1. However, mechanical grinding and polishing causes surface hardening and is not very productive, electrochemical, polishing requires very strict regulation of the current treatment modes and the composition of solutions. The closest to the invention is a method of preparing the surface by a chemical method, including the operation of mechanical grinding and chemical polishing of grinding samples of titanium in boiling orthophosphoric acid 2. A disadvantage of the known method is that providing polishing, it is not able to simultaneously detect real surface relief of different phases with all the details of micro, sub and fine structure. This method is only preparatory and not final when preparing the objects for the study of the structure, since after chemical polishing, subsequent additional etching is required in special reagents according to certain conditions. The purpose of the invention is the detection of micro, sub and fine structures with a high degree of resolution of parts with sizes up to 0.1 µm. This goal is achieved in that according to the method of preparing the surface of easily digestible metals and alloys to study their structure, including mechanical grinding and chemical polishing, the latter is carried out alternately by repeatedly immersing the sample in concentrated solutions of first hydrogen peroxide and then a mixture of hydrofluoric and nitric acids.
вз тых в соотношении (2-3):1 , с временем выдержки 0,5-3,0 с.taken in the ratio (2-3): 1, with a dwell time of 0.5-3.0 s.
При этом осуществл ют попеременное погружение образца в раствор 3-30 раз.In this case, the sample is alternately immersed in the solution 3-30 times.
Погружение в концентрированный раствор пл(виковой и азотной кислот в соотношении (/-3): 1 с временем выдержки 0,5-3 с, обеспечивает сначала равномерное растворение старой окисной пленки и тонкого поверхностного сло Металла с вы влением элементов микроструктуры (границ фаз, .sepeii, несплошностей) , субструктуры (границ зерен, полигонов, линий ско/Гьжени , двойниковани ), тонкой cTpy ктуры (дислокаций, следов их взаимодействи , ступенек роста) и последующее почти одновременно протекающее пассирование, в результате которого на свежевскрытой поверхности ме талла образуетс нова тонка защитна пленка. Концентрированный раство перекиси водорода перед обработкой очцщает поверхность от жиров, влаги, посторонних примесей, а после нее усиливает эффект пассивации с фиксированием структуры поверхности.Immersion in a concentrated melt solution (vikovoy and nitric acids in the ratio (/ -3): 1 with a dwell time of 0.5-3 s, ensures first a uniform dissolution of the old oxide film and a thin metal surface layer with the detection of the elements of the microstructure (phase boundaries, .sepeii, discontinuities), substructures (grain boundaries, polygons, sko / zhzheni lines, twinning), fine cTpy paths (dislocations, traces of their interaction, growth steps) and subsequent almost simultaneously passaging, as a result of which ited formed of the metal thin protective film is new. The concentrated sol hydrogen peroxide before treatment ochtsschaet surface of fat, moisture, impurities, and thereafter the passivation effect increases with the fixation surface structure.
Попеременное многократное (330 циклов) погружение в указанные растворы обеспечивает постепенное нерезкое равномерное растворение образца с вы влением всех элементов микро-, суб- и тонкой структуры и наращивание пассивной пленки.Alternating multiple (330 cycles) immersion into the indicated solutions provides a gradual unsharp uniform dissolution of the sample with the detection of all elements of the micro, sub and fine structure and the growth of the passive film.
В табл.1 приведены данные о вли нии времени выдержки на характер вы вленной структуры по предлагаемому способу.Table 1 presents data on the effect of the exposure time on the character of the identified structure according to the proposed method.
Таблица 1Table 1
енее 0,5 less than 0.5
- Не вы вл етс - Not detected
0,1 Вы вл етс не полностью, 0,50.1 You are incomplete, 0.5
1,0 0 ,1 Вы вл етс четко при много0 ,1 Вы вл етс четко при много2 ,01.0 0, 1 You are clearly with many 0, 1 You are clearly with many 2, 0
0,1 Вы вл етс при циклировании 0.1 You are cycling
3,0 4,03.0 4.0
2,0 Перетравливаетс , по вл ютс 2.0 Overtravel appears
29 Активное питтингование, пере10 ,029 Active Pitting, re 10, 0
В табл.2 приведены сравнительные экспериментальные данные известногоTable 2 shows the comparative experimental data of the known
необходимо многократное циклирование (30 циклов) кратном циклировании (7-20 циклов) кратном циклировании (5-15 циклов) (3-7 циклов) единичные питтинги, разливаютс , границы .зерен, фаз травлена, размыто множество элементов структурыmultiple cycling is necessary (30 cycles) multiple cycles (7-20 cycles) multiple cycles (5-15 cycles) (3-7 cycles) single pits, bottled, grain boundaries, phases etched, blurred many elements of the structure
и предлагаемого способов с различным соотношением кислот в смеси.and the proposed methods with a different ratio of acids in the mixture.
1 one
Не вы вл етс Not detected
1,0 Элементы структуры вы влены нечетко, : границы зерен и фаз прерывистые, слабо выраженные 1.0 Elements of the structure revealed indistinct,: grain and phase boundaries are discontinuous, poorly pronounced
0,1 Границы фаз зерен, непрерывные,четко вы влены элементы . тонкой структуры/0.1 Grain phase boundaries, continuous, clearly defined elements. fine structure /
менее четко элементы субструктурыless clearly the elements of the substructure
0,1 Границы фаз зерен . четкие непрерывные, рко вы влены элементы тонкой структуры и субструктуры0.1 Phase grain boundaries. clear continuous, well-defined elements of fine structure and substructure
3-10 Перетравлена, элементы структуры размыты, уширены, нарушена четкость перехода между выделени ми фаз3-10 Peretravlena, the elements of the structure are blurred, broadened, the clarity of the transition between the discharge of the phases is violated
:1:one
10-20 Сильно перетравлена , элементы структуры размыты, увеличены , нечеткие, полностью нарушена четкость перехода между фазами.10-20 Strongly overtrained, the elements of the structure are blurred, enlarged, fuzzy, the clarity of the transition between phases is completely disrupted.
Пример 1. Поверхность образца из титанового сплава с 0,3% кислорода, прошлифованную до шероховатости Ry 1,5 обрабатывают попеременно в концентрированной перекиси водорода и смеси плавиковой и азотной кислот, вз тых в соотношении 2:1 по объему. Образец погружают циклически в каждый из растворов на 0,5 с по 20.раз; промывают проточной холодной водой и высушивают. Начало и конец обработки провод т в перекиси водорода с целью пассивировани поверхности . В микроструктуре четко видны цепочки выходов дислокаций , суб1 раницы фрагментов, граТаблицExample 1. A sample surface of a titanium alloy with 0.3% oxygen, ground to a roughness of Ry 1.5, is treated alternately in concentrated hydrogen peroxide and a mixture of hydrofluoric and nitric acids taken in a ratio of 2: 1 by volume. The sample is immersed cyclically in each of the solutions by 0.5 s for 20. times; washed with running cold water and dried. The beginning and end of the treatment is carried out in hydrogen peroxide in order to passivate the surface. The microstructure clearly shows the chains of dislocation exits, sub1 fragments, tables
СпособWay
20 4020 40
Не вы вл етс Not detected
6060
10-2010-20
Протравились рельефы поверхности указанных размеров, границы фаз размыты, неровные , прерывистыеThe reliefs of the surface of the specified dimensions were etched, the phase boundaries are blurred, uneven, intermittent
ницы зерен. Дисперсность вы вленных элементов тонкой структуры - пор дка 0,1 мкм.Nice grains. The dispersion of the detected fine structure elements is in the order of 0.1 µm.
- # - #
Пример 2. Дл подготовки Example 2. For preparation
55 титанового сплава к исследованию структу1хл проведено шлифование поверхности на микрошкурке М 14. Смесь плавиковой и Азотной кислот берут в соотношении 3;1. Количество цик60 лов равно 5, врем погружени в каждый раствор. - 3 с. Кроме обычных фазовых границ вы влена блочна структура eL-фазы. Дисперсность вы вленных элементов структуры примерно 55 titanium alloy for the study of structures1Hl carried out the grinding of the surface on a microfiche M 14. A mixture of hydrofluoric and nitric acids is taken in a ratio of 3; 1. The number of cycles 60 is 5, the time of immersion in each solution. - 3 s. In addition to the usual phase boundaries, a block structure of the eL phase has been detected. The dispersion of the detected structure elements is approximately
65 1 мкм.65 1 microns.
Пример 3. Дл образца циркониевого сплава смесь плавико-f вой и азотной кислот берут в соотношении 2,5:1, количество циклов равно 15, врем погружени в каждый раствор - 0,5 с. Вы влены ступеньки роста выхода винтовых дислокаций высотой примерно 0,1 мкм. Example 3. For a sample of zirconium alloy, a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid is taken in a ratio of 2.5: 1, the number of cycles is 15, the time of immersion in each solution is 0.5 s. The steps of growth in the yield of screw dislocations with a height of approximately 0.1 μm are revealed.
Использование предлагаемого способа позвол ет упростить процесс подготовки легкопассивирующихс металлов и сплавов дл исследовани их структуры путем устранени р да операций по подготовке шлифов (запрессовки , многократного шлифовани , травлени ) и избежать завалов на них, резко повысить производительность подготовки поверхности дл исследовани структуЕ (в дес тки сотни раз в сравнении с подготовкой шлифов механическим способом), подготавливать к исследованию структуры большие по размерам базисные поверхности листозв, обрабатывать поверхности сложной конфигурации, получать информацию одновременно и о тонкой структуре легкопассивйрующихс металлов и сплавов, что исключено при взругих способах подготовки поверхности дл -исследовани структуры . .The use of the proposed method allows to simplify the process of preparing easily penetrating metals and alloys for studying their structure by eliminating a number of operations for preparing thin sections (pressing in, repeated grinding, etching) and avoiding blockages on them, drastically increasing the productivity of surface preparation for the study of structure hundreds of times in comparison with the preparation of thin sections mechanically), to prepare for the study of the structure of large-sized basal surfaces of sheets, batyvat complicated surface configuration to receive information simultaneously and on the fine structure legkopassivyruyuschihs metals and alloys, which is possible when vzrugih methods for surface preparation -Studies structure. .
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792764030A SU966546A1 (en) | 1979-05-04 | 1979-05-04 | Method of preparing surface of easy-passivating metals and alloys for investigating their structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792764030A SU966546A1 (en) | 1979-05-04 | 1979-05-04 | Method of preparing surface of easy-passivating metals and alloys for investigating their structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU966546A1 true SU966546A1 (en) | 1982-10-15 |
Family
ID=20826814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU792764030A SU966546A1 (en) | 1979-05-04 | 1979-05-04 | Method of preparing surface of easy-passivating metals and alloys for investigating their structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU966546A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016068755A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Открытое акционерное общество "АКМЭ - инжиниринг" | Procédé pour augmenter la résistance d'articles à la corrosion |
-
1979
- 1979-05-04 SU SU792764030A patent/SU966546A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016068755A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Открытое акционерное общество "АКМЭ - инжиниринг" | Procédé pour augmenter la résistance d'articles à la corrosion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rao et al. | Grain boundary strengthening in strongly textured magnesium produced by hot rolling | |
| Mima et al. | The aging characteristics of magnesium-4wt% zinc alloy | |
| Deshmukh et al. | Removal of alpha case on titanium alloy surfaces using chemical milling | |
| US4548903A (en) | Method to reveal microstructures in single phase alloys | |
| Baud et al. | Study of magnetite film formation at metal-scale interface during cooling of steel products | |
| EP2458033A1 (en) | Procedure of dynamic deep etching and particle extraction from aluminium alloys | |
| SU966546A1 (en) | Method of preparing surface of easy-passivating metals and alloys for investigating their structure | |
| EP0260510A2 (en) | Thermomechanical method of forming fatigue crack resistant nickel base superalloys and product formed | |
| US4234397A (en) | Nondestructive metallographic examination of gas turbine components | |
| Hendrickson et al. | Self-Diffusivity Along Edge-Dislocation Singular Lines in Silver | |
| Kelly et al. | Metallographic preparation techniques for uranium | |
| KR101389020B1 (en) | METHOD OF ETCHING A Ti-Nb-X BASED TITANIUM ALLOY | |
| US3093503A (en) | Coated materials having an undercut substrate surface and method of preparing same | |
| Roy et al. | New combination of polishing and etching technique for revealing grain structure of an annealed aluminum (AA1235) alloy. | |
| Pawel et al. | Stress Generation during High‐Temperature Oxidation I. Oxygen Solution Effects | |
| JPH09217197A (en) | Formation of alumina film and aluminum product | |
| Hopkins et al. | A universal electropolishing method | |
| Hernaez et al. | Improved metallographic preparation of lead by electropolishing | |
| Rice et al. | Techniques for optical and electron microscopy of titanium | |
| Donachie Jr | Phase Extraction and Analysis in Superalloys—Second Summary of Investigations by ASTM Subcommittee E04. 91 | |
| Piotrowski et al. | Invited paper Metallography of the precious metals | |
| Hunter et al. | Techniques Used in Electron Microscopy of Aluminum Alloys | |
| Perdrix et al. | A new technique for observing the subgrains in hot-worked aluminum with an optical microscope | |
| Huppatz et al. | Potentiostatic Measuring Processes for the Simultaneous Investigation of the Behavior of Several Electrodes at Different Potential Levels | |
| Capenos et al. | Transmission Electron Microscopy of Type 410 Stainless Steels |