[go: up one dir, main page]

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 PDF

Info

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
Application number
SU792764030A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Оксана Михайловна Шаповалова
Нина Ивановна Шевченко
Виктор Петрович Шаповалов
Алексей Иванович Крывда
Октябрина Яковлевна Шашло
Original Assignee
Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.300-Летия Воссоединения Украины С Россией
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.300-Летия Воссоединения Украины С Россией filed Critical Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.300-Летия Воссоединения Украины С Россией
Priority to SU792764030A priority Critical patent/SU966546A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU966546A1 publication Critical patent/SU966546A1/en

Links

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)

1. Способ подготовки поверхности легкопассивирующихс  металлов и сплавов дл  исследовани  их структуры, включающий механическое шлифование и химическое полирование, отличающийс  тем, что, с целью вы влени  микро-, суб- и тонкой структуры с дисперсностью до 0,1 мкм, химическое полирование осуществл ют попеременным многократным погружением образца в концентрированные растворы сначала перекиси водорода, а затем смеси плавиковой и азотндй кислот, вз тых в соотно (2г-3) :1, с временем выдержшении1. The method of preparing the surface of easily digestible metals and alloys for the study of their structure, including mechanical grinding and chemical polishing, characterized in that, in order to reveal micro, sub and fine structures with dispersity up to 0.1 µm, chemical polishing is carried out by alternately repeated immersion of the sample in concentrated solutions, first of hydrogen peroxide, and then mixtures of hydrofluoric and nitric acids, taken in the ratio (2g-3): 1, with an aging time ки 0,5-3,0 с.ki 0.5-3.0 s. 2. Способ по п.1, от л и ч а ю щ и и с   тем, что осуществл ют 0 попеременное погружение образца в раствор 3-30 раз.2. The method according to claim 1, starting with the fact that the sample is alternately immersed in a solution 3 to 30 times. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Панченко Е.В., Скаков Ю.А,1.Panchenko E.V., Skakov Y.A. 5 Попов К.В.,Кример Б.И.,Арсентьев П.Ili., Цвилинг ;М.Я, Лаборатори  металлографии ....М.,Метс1Ллурги , 1965, с.13-23.5 Popov, K.V., Krimer, BI, Arsentiev, P.Ili., Ziling, M.Ya., Laboratory of Metallography .... M., Mets1Llurgi, 1965, pp.13-23. 2.Маквиллэн А.Д., Маквиллэн М.К. Титан. М., .Металлурги , 1958,2. McVillan A.D., McVillan M.K. Titanium. M.,. Metallurgists, 1958, с.448.p.448.
SU792764030A 1979-05-04 1979-05-04 Method of preparing surface of easy-passivating metals and alloys for investigating their structure SU966546A1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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