TC4(Ti-6Al-4V)是一種綜合性能良好的馬氏a/3型兩相鈦合金，使用溫度可達(dá)450。廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)的重要結(jié)構(gòu)件，如機(jī)翼葉片、航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤(pán)等。由于TC4鈦棒為兩相鈦合金，如果微觀區(qū)域成分不均勻，必然導(dǎo)致宏觀組織和微觀結(jié)構(gòu)異常，從而導(dǎo)致異常區(qū)域與正常區(qū)域的硬度存在顯著差異，使材料整體表現(xiàn)出不均勻的性能，最終導(dǎo)致疲勞裂紋源，給零件的安全帶來(lái)極大隱患，降低合金的使用壽命。針對(duì)某TC4鈦合金棒材產(chǎn)品低倍檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的黑色條紋缺陷，為準(zhǔn)確判斷缺陷類(lèi)型，采用金相顯微鏡觀察金相組織，確定金相組織異常區(qū)域。然后用掃描電鏡分析了黑色條紋區(qū)富鉬貧鋁的化學(xué)成分偏析缺陷。通過(guò)顯微硬度測(cè)試，確定黑色條紋區(qū)域的成分偏析是非脆性偏析。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根據(jù)上述方法可以有效地確定TC4鈦合金的成分偏析及其類(lèi)型。并且確定這種類(lèi)型的缺陷不會(huì)影響使用，并且可以在移除后交付。通過(guò)控制鈦合金鑄錠原料的選擇、材料混合、電極制備和熔煉過(guò)程中的電壓和電流，可以減少或消除此類(lèi)缺陷。鈦合金的偏析根據(jù)偏析部位與正常區(qū)硬度的不同，可分為硬偏析(硬度高于正常區(qū)，也叫脆性偏析)和軟偏析(硬度低于正常區(qū)，也叫非脆性偏析)。如果產(chǎn)品中只有非脆性偏析，且所有性能符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，則在偏析消除后，產(chǎn)品仍可交付使用。脆性離析不允許拆除后交付，應(yīng)分批丟棄。

A.對(duì)于目測(cè)發(fā)現(xiàn)的TC4鈦棒黑色條紋缺陷，通過(guò)金相顯微鏡觀察組織，缺陷區(qū)域與正常區(qū)域差別不大，無(wú)法判斷缺陷類(lèi)型；此外，通過(guò)掃描電子顯微鏡分析鈦棒的缺陷區(qū)域的化學(xué)成分，發(fā)現(xiàn)缺陷區(qū)域是富含重且貧鋁的化學(xué)元素偏析。最后結(jié)合顯微硬度測(cè)試，確定TC4鈦棒的偏析類(lèi)型為富鋁貧鋁的非脆性偏析。通過(guò)顯微組織觀察、微區(qū)成分分析和顯微硬度測(cè)試，可以有效地確定TC4鈦合金的成分偏析及其類(lèi)型。

B.TC4鈦合金棒材中的偏析為富重貧鋁的非脆性偏析，不影響使用，切割后可連續(xù)輸送；通過(guò)控制原料選擇、混合和電極制備參數(shù)以及熔煉過(guò)程中的電壓和電流，可以減少或消除這種缺陷。