表面相结构变化
对酸洗前后Ti-6Al-4V 锻件试样表面相组成分别进行XRD 分析,结果如图2 所示。可以看出,1#~7#试样XRD 图谱较统一,表面α 相已经得到较好的去除。其中,4#和5#试样在40°左右的α相主峰降低明显,表面α 相清除比较彻底,而增大酸洗液浓度,未对α 相的进一步去除有质的提升。
图2 Ti-6Al-4V 锻件样品酸洗后表面XRD 图谱
酸洗后Ti-6Al-4V 氢含量变化
氢含量测定结果和对应的腐蚀液成分见表3。
表3 酸洗后H 含量测试结果统计
从表中可以看出,除3#与7#样品外,其他试样中残余H 含量总体相差不大,4#和6#样品H 含量最低。HF 的含量高显著提高了Ti-6Al-4V 中氢的吸附,但HNO3 含量的增大,又对氢具有脱吸附的作用。因此,4#和6#可作为最优酸洗备选配方。
酸洗后表面硬度变化
酸洗后试样的硬度变化汇总见表4。其中,所有样品表面皆在离散位置,选择5 处进行硬度测试,每两个点的距离远大于压痕对角线长度的2.5 倍。
表4 酸洗前后样品表面硬度值(HV0.5)
从酸洗后硬度测试结果可以看出,0#初始试样表面硬度极高,但经过酸洗后,表面硬度显著降低。其中,1#试样表面硬度相对较高,因其酸洗液HF 含量较低,所以导致表面硬化层可能去除并不彻底。其他试样表面硬度都相差较小,考虑到硬度测试本身的误差,可以认为,其他试样表面硬化层都已经全部清除干净。
通过上述试验可知最优的酸洗液配方为:(1%~3%)HF (25%~30%)HNO3,锻件经过该配方酸洗后,表面如图3 所示。