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电镜类型
类型
光学显微镜 Optical Microscopy
扫描电子显微镜 Scanning Electron Microscopy (SEM) 透射电子显微镜 Transmission Electron Microscopy (TEM) 聚焦离子束 Focused Ion Beam (FIB) 扫描隧道显微镜 Scanning Tunneling Microscopy (STM)
• 根据惯析面可分为334型和344型
斜方马氏体（α’’)
• 晶格结构为斜方结构 • 出现于含有较高β稳定元素的二元
合金中
• 相比α’强度更低，塑性更好
板条马氏体
• 电镜下成板条状 • 亚结构为位错
针状马氏体
• 在合金浓度较高时成针状 • 亚结构为孪晶
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片层组织（魏氏组织）
形成途径 • 在β相区进行热加工或者在β相区退火。
等轴组织
形成途径 • 在α＋β相区热加工时， α相和β发生了再结晶， 获得了完全等轴的α＋β
主要特征
• 多角或类似球形的显微组织，个方向具有大 致相同的尺寸
性能特性
• 塑性、疲劳强度、抗缺口敏感性和热稳定性好 • 断裂韧性、持久疲劳强度和蠕变前度差一些
等轴组织
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总结
性能 拉伸强度 拉伸塑性 冲击韧性 疲劳强度 断裂韧性 蠕变抗力
1入射电子和原子核碰撞
弹性 非弹性
背散射
2入射电子和核外电子碰撞
价电子 芯电子
二次电子 伴生
特征X射线 俄歇电子
高的分辨率，1nm左右 很大的景深 制样简单
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透射电子显微镜（TEM）源自16X射线衍射17
谢谢观看！ 2020
马氏体特点：1、无扩散型相变，只发生晶格重构 2、转变无孕育期，转变速度极快 3、转变阻力大，需要较大的过冷度 4、晶格与母相有严格的取向关系
图一：淬火组织与组成关系
图二：马氏体切变形成过程
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马氏体类型与形态
常见的类型：
六方马氏体：α’
两种形态
• 一般是α合金或β稳定元素较少时 的α+β合金淬火形成
钛合金性能与组织的关系
魏氏组织 网篮组织 双态组织
高
较高
较高
低
良
好
低
优
好
低
较好
好
高
较好
较好
高
较好
较好
等轴组织 稍低 优 较好 有 低 低
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三、钛合金的表征方法
1、微观组组织分析： 光学电子显微镜（OM）、 扫描电子显微镜（SEM）、 透射电子显微镜（TEM） 2、物相类型分析： X射线衍射 电子衍射
原子力显微镜 Atomic Force Microscopy (AFM)
探测介质 分辨率
穿透能力
可见光 ~200 nm 表面 /内部 (透明物体)
电子
~1 nm
表面
电子 ~0.05 nm
内部
离子
~10 nm
悬臂梁探针 ~0.1 nm
悬臂梁探针 ~0.1 nm
表面 表面 表面
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扫描电子显微镜（SEM）
性能特性
• 塑性及疲劳性能高于魏氏组织 • 断裂韧性低于魏氏组织
网 篮 组 织
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双态组织
形成途径 • 在α-β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形成双态组织 主要特征 • 既存在等轴的初生α，又存在片状的α-β 性能特性 • 与魏氏组织相反，具有较高的疲劳强度和塑性
双态组织
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β-Ti 体心六方
纯钛882℃
1700 1500
+L
T + TiAl
1300
+ Ti Al
1100
Temperature, °C
900
700
+ Ti Al
TiAl + TiAl 2
Ti Al + TiAl
TiAl 2 +
α-Ti 密排六方
4
2、马氏体相变
马氏体相变：在快速冷却的过程中，β相转化成α相的过程中 来不及进行，β相转变成与母相成分相同、晶体结构不同的 过饱和固溶体。
主要特征 • 具有粗大等轴的原始β晶粒
性能特性
• 断裂韧性高；在较快冷却状态下其蠕变抗力和 持久强度较高
• 塑性低，尤其是断面收缩率低于其它类型的
层片组织 8
网篮组织
形成途径
• 在β相区开始变形，但在（α＋β）相区终止 变形，原始β晶粒及晶界α破碎，冷却后形成
主要特征
• α丛的尺寸减小，α条变短，且各丛交错排列， 犹如编织网篮的形状
1896
1920
1987
2006
钛合金的相变与表征方法
罗明生 4月27日
钛合金
一、钛合金的分类
α钛合金 α+β钛合金
工业纯钛 TA1、 TA2、TA3、 TA4
近α钛合金
TC4、TC11、TC21
图 1： TA1板材650℃/h退火状态： 等轴α+少量晶间β
β钛合金
高温合金
其他类型
α2合金
γ合金
图 2： TC4800℃退火状态： 白色等轴α+灰色晶间β
图 3：Ti40合金850℃退火组织
等轴β组织
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二、钛合金的相变与组织
1、同素异晶转变 2、马氏体相变 3、热处理典型组织 片层组织 网篮组织 双态组织 等轴组织
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1、同素异晶转变
晶格常数 a=0.3306nm，b/a=0.87, 滑移系：12个
晶格常数 a=0.29511nm，c=0.468, 滑移系：3个