化学分析方法测定钛合金中Zr
钛合金中zr元素的作用
钛合金中zr元素的作用钛合金中Zr元素的作用引言钛合金是一种重要的结构材料，其具有优异的机械性能和耐腐蚀性，广泛应用于航空、航天、化工等领域。
其中，Zr元素被广泛应用于钛合金中，具有重要的作用。
本文将介绍Zr元素在钛合金中的作用及相关特点。
作用一：抑制析出相的形成•Zr元素在钛合金的加工过程中能够抑制析出相的形成，提高钛合金的综合性能。
•析出相的形成容易引起钛合金的晶界腐蚀，而Zr元素的添加能够阻碍析出相的形成，减少晶界腐蚀的风险。
作用二：提高热稳定性•高温下，钛合金容易发生晶粒长大和晶界溶胀现象，而添加Zr 元素能够有效抑制晶粒的长大，提高钛合金的热稳定性。
•Zr元素的添加还能提高钛合金的高温强度和抗氧化性能，延长材料的使用寿命。
作用三：改善冷热变形性能•Zr元素的添加能够改善钛合金的冷热变形性能，提高其塑性和可锻性。
•Zr元素能够增加钛合金的位错密度，减小位错的移动能量，提高材料的形变能力。
作用四：增强力学性能•Zr元素的添加可以显著提高钛合金的屈服强度、抗拉强度和硬度，使钛合金具备更好的力学性能。
•钛合金中的Zr元素形成弥散的强化相，提高材料的强度和韧性。
结论Zr元素在钛合金中起着重要的作用，能够抑制析出相的形成、提高热稳定性、改善冷热变形性能和增强力学性能。
对于钛合金的研究和应用，深入理解Zr元素的作用机制和特点具有重要意义。
作用五：增加抗腐蚀性能•Zr元素的添加能够提高钛合金的抗腐蚀性能，使其更加耐腐蚀和耐磨损。
•Zr元素与钛形成稳定的氧化物膜，阻止氧、水和其他腐蚀介质的进入，有效保护钛合金表面免受腐蚀的损害。
作用六：降低材料的密度•Zr元素的添加能够降低钛合金的密度，使其具备较低的比重。
•钛合金的低密度使其成为轻量化设计的理想选择，能够提高产品的燃油效率和减轻重量负担。
作用七：改善焊接性能•Zr元素的添加能够改善钛合金的焊接性能。
•Zr元素能够在焊接过程中稳定结构，并提高钛合金的抗裂性和焊接接头的强度。
tc11钛合金宝钛执行标准
Tc11钛合金宝钛执行标准TC11钛合金是一种高强度、高韧性的钛合金，具有良好的耐腐蚀性和高温性能。
它广泛应用于航空航天、船舶、化工、医疗等领域。
TC11钛合金的主要化学成分为Ti-6Al-4V，其中Ti（钛）的含量约为55%，Al（铝）的含量约为4.5%，V（钒）的含量约为3.5%。
此外，还含有少量的Zr（锆）、Mo（钼）、Mn（锰）、Si（硅）等元素。
这些元素共同作用，使得TC11钛合金具有优异的力学性能和物理化学性能。
TC11钛合金的执行标准主要包括以下几个方面：1. 化学成分：根据GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金化学成分》的要求，对TC11钛合金的化学成分进行检测和控制。
主要检测元素包括Ti、Al、V、Zr、Mo、Mn、Si等。
2. 力学性能：根据GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》的要求，对TC11钛合金进行拉伸试验，测定其抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能指标。
3. 金相组织：根据GB/T 34484-2017《钛及钛合金金相组织评定》的要求，对TC11钛合金的金相组织进行检测和评定。
主要观察其晶粒大小、形状、分布等特征。
4. 无损检测：根据GB/T 5677-2008《钛及钛合金焊缝超声波检测方法》的要求，对TC11钛合金焊接接头进行超声波检测，评估其内部缺陷情况。
5. 耐腐蚀性能：根据GB/T 13906-2008《金属和合金的腐蚀敏感性快速测定方法》的要求，对TC11钛合金进行腐蚀敏感性测试，评价其在特定介质中的耐腐蚀性能。
TC11钛合金产品严格遵循国家标准和行业要求，确保产品质量稳定可靠。
在航空航天、船舶、化工、医疗等领域得到了广泛应用，为客户提供了优质的产品和服务。
钛合金中锆元素可见光谱数字化分析技术研究
Al ， Sn ， O 等元素的含量匹配， 其含量的不准确会影 响钛合金的热稳定性能� 材料可见光谱分析技术具 有分析速度快� 成本低 � 样品损伤小 � 可现场使用等 优点 ， 可用于钛合金 Z r 元素含量快速分析� � � � � 图1 Z 4 7 3 95 常规的可见光谱分析主要是以人眼目视测光为 基础， 分析结果的准确程度是基于操作者的视觉识 别能力� 看谱经验等， 操作者的主观因素对分析结果 影响较大， 不利于质量管理及溯源等� 针对这些问 题， 探索了钛合金中 Z r 元素的可见光谱的数字化转 换和计算机处理技术 ， 对部分典型牌号进行了鉴别 ， 得到理想结果�
图2 Z 4 7 3 95
Fi g 3
谱线组的视场定位及谱线辨别
Vi si bl e -fie l dl ocal izat ionan d sp e ct r all i n e di sc r i mi n at i onof Z r 4 73 95n m sp e ct r all in egr oup
第 62 卷
第2期
� � 有 色 金 属 V ol 62 ， No 2 N on fe r r ous M e t al s M ay 20 10
2 0 1 0 年 5 月
钛合 金 中 锆 元 素 可 见 光 谱 数 字 化 分 析 技 术 研 究
1 2 平 ， 杨军红
刘
( 1 北京航空材料研究院 ， 北京 10009 5; 2 北京莱特锐科技发展有限公司， 北京 100022 )
摘 要: 使用可见光谱数字化分析系统对钛合金中 � Zr 元素可见光谱进行分析测定， 研究钛合金中 Z r 元素的 Z r 4 7 3 95n m 分
析谱线组的特征 ， 探索钛合金中 Z r 元素的数字化分析技术 � 结果可用于钛合金中 Z r 元素的定性 � 定量分析和牌号鉴别 �
Zr测定方法
IntroductionUseful properties of zirconium such as the ability to increase corrosion resistance and mechanical strength of alloys at low and elevated temperatures have made its determination important in special steels. Also its transparency to thermal neutrons has made zirconium a good construction material in nuclear reactors.1,2Molybdenum is used in high-speed tools, as a catalyst in a variety of petrochemical processes and as an electrode material3on the other hand these two elements are found together in many rocks (such as Mo ore, Cassiterite, Anhydrite, Basalt, etc.). Therefore, it is necessary to determine them simultaneously.The spectrophotometric determination of zirconium is often based on the formation of the binary or ternary zirconium-Alizarin Red S complexes with measurements at 520 –560 nm. Some of these studies were made under acidic conditions,4 which in these cases were suffering from poor sensitivity. The others worked in alkaline media, which under these conditions poor selectivity were observed.5In some studies enhanced sensitivity and selectivity of micellar systems6–8or organic solvents in extractions have been used.9In the present work we proposed a simple, low-cost, sensitive and selective procedure by using of a very common and available reagent, Alizarin Red S, without using any harmful organic solvent for the simultaneous determination of Zr and Mo based on first-derivative spectroscopy10–12using zero-crossing method.ExperimentalReagentsAll of the chemicals used were of analytical reagent grade. Triply distilled water was used throughout. Stock Mo and Zr solutions (1000 mg µl–1) were prepared from fixed BDH spectrophotometric solutions. An Alizarin Red S (BDH) stock solution (500 µg ml–1) was prepared and filtered. 1000 µg ml–1 solutions of the studied interfering ions were prepared from their appropriate salts (Merck). A buffer of pH 2.3 was prepared by using potassium hydrogen phetalate (Fluka) and hydrochloric acid (Fluka) at an appropriate concentration.13 ApparatusUV-visible absorbance spectra were recorded on a Shimadzu 3100 spectrophotometer which was equipped with a 0.1 cm path-length quartz cell. The slit width was set at 2.0 nm and a fast scan speed was used. The spectra were recorded between 300 and 600 nm at 0.2 nm intervals. The derivative wavelength difference was 5 nm, and the derivative spectrum was smoothed by the Savitsky–Golay method.14Measurements of the pH were made with JENWAY3030 pH meter using a combined glass electrode.General procedureA 5-ml volume of a buffer solution, 3.5 ml of a stock Alizarin Red S solution and an appropriate volume of Zr or Mo were added to a 10 ml volumetric flask and made up to the mark with triply distilled water, the solution was left for five min and then the absorbances were measured. The first-order derivative of these spectra were recorded over the 320–590 nm wavelength range, and the amplitudes were measured at 490.5 nm and 446.0 nm for Zr and Mo, respectively.Results and DiscussionSpectrophotometric measurementsFigure 1 shows the zero-order spectra of (a) 12 µg ml–1of Zr and (b) 10 µg ml–1of Mo in the wavelength range 300 –600 nm. As this figure shows, there is a clear overlapping of the two spectra. This prevents a simultaneous determination of the two ions by direct UV-vis absorbance measurements. To overcome this problem a suitable technique is derivative spectrophotometry with the zero-crossing method which is the most common procedure for preparing analytical calibration graphs. Selected measurments are those which exhibit the best2002 ©The Japan Society for Analytical ChemistrySimultaneous Determination of Zirconium and Molybdenumby First-Derivative SpectrophotometryAbdolkarim A BBASPOUR†and Leila B ARAMAKEHDepartment of Chemistry, College of Science, Shiraz University, Shiraz, 71454, IranA first-derivative spectrophotometric method for the simultaneous determination of Zr and Mo with Alizarin Red S isdescribed. Measurements were made at the zero-crossing wavelengths at 490.5 nm for Zr and 446.0 nm for Mo. The calibration graphs were linear at 0.5 –20 and 0.5 –13.0 µg ml–1for Zr and Mo, respectively. The possible interfering effects of various ions were studied. Only iron was interfered in this system. The validity of the method was examined by using some mixtures of Mo and Zr. The method was applied in different matrix in both presence and absence of some foreign metal ions.(Received January 28, 2002; Accepted July 15, 2002)†To whom correspondence should be addressed.钛酸钾linear response, give a zero or near-zero intercept on theordinate of the calibration graphs, and that are least affected by the concentration of any other ions. Figure 2 shows that the zero-crossing wavelengths of Zr and Mo complexes are at 490.5 and 446 nm, respectively. The derivatization of the spectra reveals an improvement in the resolution of the spectra. The result of this derivatization (first-derivative) features which can be used for the simultaneous determination of Zr and Mo without any need for further derivatization (second-derivative) proceses.Optimization of the experimental conditionFor finding the optimum conditions, influence of the pH values on the spectrum of each complex at a constant concentration of each ion was studied. The formed complexes with Zr and Mo were affected differently with the pH. In the case of Zr the absorbance increased with decreasing pH (Zr-complex become more stable at these pH values), whereas Mo-Alizarin complex was not stable at very low pH values (Fig. 3). For these reasons pH = 2.3 was chosen as the optimum pH for this work.The effect of the concentration of Alizarin Red S was also investigated. As the results show (Fig.4) when the concentration of Alizarin Red S is passed beyond a limited concentration the formation of a new complex would be possible, which would cause a reduction in the absorbance. We therefore decided to choose the optimum concentration as 170µg ml–1of Alizarin Red S.The stabilities of the formed complexes were examined. The absorbance of the formed complexes remined constant for more than 20 min which showed that these complexes are stable and suitable for quantitative measurments under the optimum conditions.Selection of the optimum instrumental conditionThe most common instrumental parameters which usually affect the shape of the derivative spectra are the range over which the derivative is averaged (the value of ∆λ), the scan speed and the slit width. The best results were obtained with ∆λ= 5 nm, a slit width of 2 nm and a scan speed of 145 nm/min inthe present study.Statistical analysis of resultsCalibration graphs were obtained by plotting the first-derivative values versus the respective analyte amounts (in therange of 0.5 –20 µg ml–1for Zr and 0.5 –13 µg ml–1for Mo).Three replicates of 4 µg ml–1of Mo and 10 µg ml–1of Zr gavemean peak amplitude of 0.124 and 0.271 with relative standarddeviations of 1.59% and 1.35%, respectively. To check themutual independence of the analytical signals of Zr and Mo thefollowing processes were performed. Three calibration graphswere constructed from the first-derivative signals for standardscontaining Zr and Mo in the presence and absence of each other.The slopes, intercepts and correlation coefficients of thesecalibration graphs are given in Table 1. As this table shows byapplying the zero-crossing method there is no systematic errorin these systems. On the other hand, this shows theindependence of the analytical signals of Zr and Mo. Inaddition the high value for the correlation coefficient of the Fig.1Absorption (zero order) spectra of (a) 12 µg ml–1of Zr and(b) 10 µg ml–1of Mo with 170 µg ml–1Alizarin Red S at pH = 2.3(absorption spectra were measured against reagent blank).Fig.2First-derivative spectra (∆λ= 5 nm) of (a) 12 µg ml–1of Zrand (b) 10 µg ml–1of Mo with 170 µg ml–1Alizarin Red S at pH=2.Fig.3Effect of the pH on the change in the absorbance ofcomplexes of Zr and Mo with Alizarin Red S (in 170 µg ml–1ofAlizarin Red S and 5 µg ml–1Zr or 5 µg ml–1of Mo).Fig.4Effect of the Alizarin Red S concentration on the change inthe absorbance of complexes of Zr and Mo with Alizarin Red S(solution contain 5 µg ml–1Zr or 5 µg ml–1Mo at pH = 2.3).regression equation and the closeness of the intercept to zero show that the calibration curves are linear and obey Beer’s law.Synthetic samples containing different concentration ratios of Zr and Mo were prepared to check the validity of the proposed method (Table 2).Interference studyThe effect of interfering ions at different concentrations on the absorbance of a solution mixture containing 1.00 µg ml –1Zr and Mo was studied. An ion was considered as interference when its presence produced a variation in the absorbance of a sample (at considered wavelengths) greater than 3%. The results indicate that (Table 3) most of the cations did not show any significant spectral interference at concentrations 1000-times greater than those of the analytes. The cations such as Cr 3+,Cd 2+, Co 2+, Cu 2+, Bi 3+, V 5+, Ti 4+, Mg 2+, Ni 2+, Zn 2+, Al 3+, Sb 3+, B 3+,Sn 2+, Pb 2+, As 3+, Li +, Na +, K +, Ba 2+, Ag +did not have any interfering effect. Although Hg 2+, W 6+and Fe 3+could cause some problems. Hg 2+and W 6+could be tolerated at concentrations 100-times greater than Zr and Mo and Fe 3+could be masked by sodium dithionite. Although the system could not tolerate Fe 3+even in 1:1 concentration, with the addition of sodium dithionite an insoluble complex was made and even at concentrations 100-times greater than Zr it could be tolerated.Application of the methodThe proposed method was successfully applied to the determination of Zr and Mo. Several spiked samples were prepared by adding aliquots (a few micro liters) of Zr and Mo solution to river and tap water, and a synthetic mixture of Zr and Mo ( The content of synthetic sample were Zr 4+= 5.00 µg ml –1, Mo 6+= 2.00 µg ml –1, Cu 2+= 5.00 µg ml –1, Zn 2+= 4.00 µgml –1, Ti 4+= 10.00 µg ml –1and Ni 2+= 7.00 µg ml –1) was prepared. The effects of the matrix and interfering ions were investigated. The results show that the method has the good selectivity and also applicable for routine measurements.ConclusionA new method was used for some synthetic samples with different ratios of Zr and Mo. This system was also applied in various matrixes and the results showed that the suggested method could be applied for analytical purposes. The proposed method offers good selectivity for the determination of Zr and Mo in a variety of metal ions.AcknowledgementsWe gratefully acknowledge support of this work by the Shiraz University Research Council.References1. A. K. Mukherji, “Analytical Chemistry of Zirconium and Hafnium ”, 1970, Pergamon Press, Oxford, 286.2.W. C. Alford, L. Shapiro, and K. Charles, Anal. Chem .,1951, 23, 1194.3.Butterworth-Heinemann, “Chemistry of the elements ”, 2nd ed., 1998, Oxford University Press, 1003.4.Z. Marczenko, “Spectrphotometric Determination of Elements ”, 1976, E. Horwood, Chichester.5.J. Hernandez Mendez, B. Moreno Cordero, and L.Table 1Statistical analysis of a determination (0.5 – 20 µg ml –1) of Zr and (0.5 – 13 µg ml –1) Mo in mixtures Zr0.0271–0.00020.99963.000.0270.00040.99969.000.0270.0010.9996Mo0.03120.00280.99802.000.03080.00610.99785.000.03110.00320.9980Metal determinedSlope InterceptCorrelation coefficient Other metal present/µg ml –1ZrMoTable 2Prediction results for synthetic mixtures of Mo and Zr ions by first-derivative spectroscopy Recovery,%3.00 2.00 2.9899.3 2.01100.52.00 3.00 2.03101.5 3.00100.05.009.00 5.01100.28.9699.59.00 1.009.06100.6 1.02102.010.0 2.009.6796.7 2.01100.54.0013.00 4.01100.213.10100.83.00 5.00 3.02100.6 4.9599.25.00 2.00 5.00100.0 1.9698.04.007.00 4.01100.2 6.9499.19.002.009.06100.62.01100.5Mo added/µg ml –1Zr added/µg ml –1Mo found/µg ml –1Recovery,%Zr found/µg ml –1Table 3Influence of foreign ions on the determination of 1.0 µg ml –1 of Mo and Zr solutions Cr 3+1000Pb 2+1000Zn 2+1000Bi 3+1000Cd 2+1000As 3+1000Ni 2+1000Li +1000Mg 2+1000Na +1000Al 3+1000K +1000Co 2+1000Ba 2+1000Cu 2+1000Ag +1000Sb 3+1000V 4+100Hg 2+1000V 5+1000Sn 2+1000W 6+100Ti 4+1000Fe 3+InterferedIon Tolerance ratioIon Tolerance ratio Table 4Applications of the methodTap wate 4.00 6.00 4.01 6.03River water10.007.0010.12 6.91Synthetic sample a5.002.005.022.03Spiked/µg ml –1Found/µg ml –1SampleZrMo Zr Mo a. Contents of synthetic sample were Zr 4+ = 5.00 µg ml –1, Mo 6+ = 2.00 µg ml –1, Cu 2+ = 5.00 µg ml –1, Zn 2+ = 4.00 µg ml –1, Ti 4+ = 10.00 µg ml –1 and Ni 2+ = 7.00 µg ml –1.Gutierrez Davilla, Anal. Chim. Acta, 1985, 175, 345.6.W. L. Hinz, “Solution Chemistry of Surfactants”, ed. K. L.Mittal, 1979, Vol.1, Plenum Press, New York.7.S. B. Savvin, R. K. Cheronva, and L. M. Kudryavtsera, J.Anal. Chem. USSR, 1979, 34, 51.8.T. Taketatsu, Talanta, 1983, 29, 397.9.R. Lopez Nunez, M. Callejon Mochon, and A. GuiraumPerez, Anal. Chim. Acta, 1987, 192, 119.10. F. Sanghez Rojas, C. Bosch Ojeda, and J. M. Cano Pavon,Talanta, 1988, 35, 753.11. C. Bosch Ojeda, F. Sanchez, and J. M. Cano Pavon,Talanta, 1995, 42, 1195.12.J. P. Pancras and B. K. Puri, Anal. Sci., 1999, 15, 575.13.J. Lurie, “Handbook of Analytical Chemistry (Englishtranslation)”, 1975, Mir, Moscow.14. A. Savitsky and M. J. E. Golay, Anal. Chem., 1964, 36,267.。
钛合金中zr元素的作用
钛合金中zr元素的作用钛合金中的Zr元素的作用钛合金是一种具有广泛应用前景的材料，它由钛和其他合金元素组成，其中包括Zr元素。
Zr元素是钛合金中的重要添加元素之一，具有多种重要的作用和功能。
Zr元素能够显著提高钛合金的强度和硬度。
由于Zr元素的加入，钛合金的晶粒尺寸得以细化，晶界得到有效增强，从而使钛合金的塑性和韧性得到显著提高。
此外，Zr元素还能够防止钛合金的晶界滑移和晶粒长大，提高钛合金的抗拉强度和硬度。
因此，Zr元素对于提高钛合金的强度和硬度至关重要。
Zr元素能够改善钛合金的耐腐蚀性能。
Zr元素具有良好的氧化膜形成能力，能够在钛合金表面形成致密的氧化膜，从而有效阻止钛合金与外界环境中的氧、水等物质发生反应。
这不仅可以提高钛合金的抗氧化性能，延长其使用寿命，还可以提高钛合金的耐腐蚀性能，使其在恶劣环境下具有更好的稳定性和耐用性。
Zr元素还能够提高钛合金的焊接性能。
由于钛和其他合金元素的熔点相差很大，使得钛合金的焊接难度较大。
而加入适量的Zr元素可以改善钛合金的熔点和熔化性能，使其更易于焊接。
Zr元素可以降低钛合金的熔点，促进钛合金的熔化和熔池形成，从而提高钛合金的焊接性能和焊接质量。
Zr元素还能够提高钛合金的热处理稳定性。
钛合金在高温下容易发生相变和晶粒长大，从而影响其力学性能和耐腐蚀性能。
而加入适量的Zr元素可以有效抑制钛合金的相变和晶粒长大，提高钛合金的热处理稳定性。
这使得钛合金能够在高温环境下保持较好的力学性能和耐腐蚀性能，延长其使用寿命。
Zr元素在钛合金中起着至关重要的作用。
它能够显著提高钛合金的强度和硬度，改善钛合金的耐腐蚀性能，提高钛合金的焊接性能和热处理稳定性。
这使得钛合金在航空航天、汽车制造、生物医学等领域得到广泛应用。
然而，需要注意的是，Zr元素的含量和添加方式对钛合金的性能有着重要影响，需要根据具体应用需求进行合理调控。
钛合金中zr元素的作用
钛合金中zr元素的作用
钛合金是一种重要的金属材料，其中的锆元素在钛合金中起到了重要的作用。
本文将从不同的角度探讨锆元素在钛合金中的作用。
锆元素可以提高钛合金的强度和硬度。
锆元素与钛元素形成的固溶体具有较高的强度和硬度，这使得钛合金具有出色的力学性能。
锆元素的加入可以有效地阻碍钛合金的晶体生长，使其晶界更加细小和均匀，从而提高材料的强度和硬度。
锆元素可以改善钛合金的耐腐蚀性能。
锆元素在钛合金中可以形成致密的氧化物膜，并且这种氧化物膜具有较好的耐腐蚀性能，能够有效地防止钛合金与外界环境的接触，减少了钛合金的腐蚀速度。
因此，锆元素的加入可以提高钛合金的耐腐蚀性能，延长其使用寿命。
锆元素还可以改善钛合金的加工性能。
由于锆元素的加入可以细化钛合金的晶粒，使其具有更好的塑性和可锻性。
这使得钛合金在加工过程中更容易塑性变形，提高了其可锻性和可塑性。
同时，锆元素还可以降低钛合金的热变形温度，减少加工过程中的变形阻力，提高加工效率。
锆元素还可以改善钛合金的热稳定性。
锆元素的加入可以阻止钛合金晶粒的长大，减缓了晶粒的长大速率，提高了钛合金的热稳定性。
这使得钛合金在高温环境下具有更好的性能，能够保持其原有的力
学性能和耐腐蚀性能。
锆元素在钛合金中起到了多方面的作用。
它不仅可以提高钛合金的强度和硬度，改善其耐腐蚀性能，还可以改善其加工性能和热稳定性。
因此，在钛合金的研发和应用中，锆元素的加入是非常重要的。
随着对钛合金性能要求的不断提高，锆元素在钛合金中的作用将得到更加深入的研究和应用。
Zr对(Ag—Cu—Ti)-SiCp钎焊SiC陶瓷／钛合金连接层组织结构的影响
Ｍ ａ ｕ ｃ ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｅ ｒｌ１ ． ０ ５ ｉ ｅ ｉｅ ｒ Ｄｅ ｅ ｎ ｓ ｒｐ ｅ ｅ ｖ ｄ Ａｐ ｉ ２ ０ ； ｎ ｒ ｖ ｓ ｄ ｆ ｍ ｃ ｍｂ ｒ ３ ．２ ０ ． １ ｏ ｅ １ ０ ５
Ｔ０ ｗｈ ｍ ｏ ｒｓ ｏ ｄ ｎ ｅ ｓ ｏ ｌ ｅａ ｄ ｅ ｓ ｄ ｅ：０ ０ ６ ３ ４ ５ ，Ｅ ＿ ｉ：ｉｈ ｈ ａ ｇ ７ ｉ ａｃ ｍ ｏ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｅ ｃ ｈ ｕｄ ｂ ｄ ｒｓ ｅ ，Ｔ ｌ １ １ ２ ３ ８ ９ 一 ｆ ｍａｌ ｉｕａ ｕ ｎ ４ ＠ｓｎ ．ｏ ＡＢ ＳＴＲＡ ＣＴ Ｔｈ ｅ ｒｓ ａ ｅ Ｃ ｃ ｒ ｍｉ ｓｂ ａ ｅ ｏＴｉａＩ ｙｗｉｈｎ ｒｓ ｕｒ ｙ ｕ ｉｇｔ ｅ ｍｉｅ ｅ ｒｃ ｙ ｔ …ｚ ｄ Ｓｉ ｅ ａ ｃｗａ ｒｚ ｄ ｔ － Ｉ ｔ ｏ ｐ ｅ ｓ ｅｂ ｓｎ ｈ ｘ ｄ ｏ ｐ ｗｄ ｒｏ ｌ ｙ ｎ —Ｃｕ Ｔｉ Ｓｉ ｎ ｏ ｅ ｓａ ｎ ｅ ｌｙ ｒ ｏ ｅ ｆａｌ ｉｇ Ａｇ ｏ — ． Ｃ ａ ｄ Ｚｒｐ ｗｄ ｒ ｓｉｔ ｒ ｅ ．Ｔｈ ｎ ｌｅ ｃ ｆｔ ｅ ａ ｉｉ ｆＺｒｏｎｔ ｅ ａ ｅ ｉｆｕ ｎ ｅｏ ｈ ｄｄｔｏｎｏ ｈ
加入前后接头连接层组织结构的变化， 研究 了 Ｚ ｒ的作用． 结果表明，Ｚ ｒ加入前， 连接层主要 由 Ａｇ ｉ 、ＳＣ、Ｃｕ Ｔｉ ａ ｉ 、和 — 、ＴｉＳ Ｃ２ Ｔｉ ｌ Ｓ 相组成．Ｚｒ加入后， 连接层主要由 Ｓ Ｃ、Ｔｉ一 ｉ ｌ Ｃ、ＴｉＳｉ — 、Ａｇ Ｔｉ和 Ａｇ ４ Ｃｕ Ｚｒ相组成．Ｚｒ的加入提高 了连接层 中 Ｔｉ 的活度， Ｓ Ｃ 颗粒表面反应层 ＴｉＳｉ 使 ｉ ３ Ｃ２转变 ， 生成 了 Ｔｉ Ｃ 和 ＴｉＳｉ 提高了 Ｔｉ Ｓ Ｃ 颗粒 的反应速度，使 Ｓ Ｃ 颗 ｌ — 相； 与 ｉ ｉ 粒减少； 促进 Ｔｉ与 Ａｇ的反应， 生成 了 Ａｇ ．Ｚｒ的加入导致连接层流动性 的改善、 Ｔｉ 连接层与 ＳＣ 陶瓷界面结合强度的提高和 ｉ
Zr元素添加对Ti_24_原子分数_Nb合金变形机制和超弹性的影响
１９８５
Ｚｒ元素添加对 Ｔｉ－２４％（原子分数）Ｎｂ合金 变形机制和超弹性的影响＊
李 强，杨贤金，崔振铎，朱胜利
（天津大学 材料科学与工程学院，天津 ３０００７２）
摘 要： 采 用 非 自 耗 电 弧 熔 炼 方 法 制 备 Ｔｉ－２４％（原 子分数）Ｎｂ－（０、２、４）％（原子分数）Ｚｒ合 金 铸 锭。 铸 锭 经均匀化退火、固 溶、冷 轧 和 退 火 后，在 室 温 下 进 行 拉
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００１－９７３１（２０１１）１１－１９８５－０４
１ 引 言
钛 合 金 以 其 低 模 量 、高 比 强 度 、优 良 的 生 物 相 容 性
和良好的耐 蚀 性 广 泛 应 用 于 生 物 医 用 领 域 。 ［１－３］ 由 于
Ｎｉ－Ｔｉ合金中 Ｎｉ离子的 析 出 具 有 潜 在 的 致 敏 性，具 有
伸测试和加载 卸 载 测 试。 使 用 光 学 显 微 镜、Ｘ 射 线 衍
射 、透 射 电 子 显 微 镜 观 察 试 样 拉 伸 前 后 组 织 结 构 变 化 ，
并结合合金拉伸曲线分析合金变形机制。结果表明具
有较低强度的 Ｔｉ－２４％（原 子 分 数）Ｎｂ 合 金 出 现 ｛１１２｝
〈１１１〉孪晶，Ｚｒ元 素 的 添 加 提 高 了 合 金 强 度 和 β 相 稳 定性，｛１１２｝〈１１１〉孪晶消失，出现｛３３２｝〈１１３〉孪晶。 加
应力诱发 α″马氏体转变及其逆转变的β型超弹性钛合 金成为研究热点 。 ［４－８］ 在亚稳定 β型 钛 合 金 中，除 应 力 诱 发 马 氏 体 转 变 外 ，还 有 ｛３３２｝〈１１３〉孪 晶 、｛１１２｝〈１１１〉
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该式子就 是锆含量 的方程 式 ， 在 式子 中 ， Ｖ 是滴 定时所 用的Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 溶 液的 毫 升量 ， ｃ 是Ｅ Ｄ Ｔ Ａ的摩 尔浓 度 ， Ｇ 是试 样的 重量 。 （ 三） 试 验 中 的 注 意 事 项 ｌ 、 在 实验过程 中 ， 试样 溶解 时要在低 温下 ， 温度不 宜过高 也不能过 低 ， 因为 盐 酸容易 挥 发 ， 所 以要经 常用水 洗杯 壁 防止蒸 发 的太多 。 ２ 、 在 滴 定之前 ， 一定 要将 试液 煮沸 ， 不 然不 容易 找到 终点 所在 。 ３ 、 试 验过 程一 定要 细心 ， 保证 实验结 果在允 许差 之 内， 严格 控 制试验 的每 个 步骤 。 （ 五 ） 允 许 差
工 业 技 术
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化学 分 析 方法 测 定 限公 司 辽 宁省 抚顺市 １ １ ３ ０ ０ １ ）
［ 摘 要］ 使 用化 学 分析 发放 可 以对钛 合金 中ｚ ｒ 元素进 行 相关 的分 析测 定 ， 从 而研 究ｚ 呒 素对 钛合 金 的影 响。 本文 主要 通过Ｅ Ｄ ＴＡ 容量 法 和 苦杏 仁酸 重量 法 两 种方 法来 测定 钛合 金 中的锆含 量 。 【 关键 词］ 化 学分 析 方法 ； 钛 合金 ； 锆 中图分 类号 ： Ｔ ＧＩ １ ５ １ ３ ＋ １ ３ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ２ ６ — ０ ０ ４ ０ － ０ １
中， 而 且锆 的范 围 一 般 在０ ． ０ ５ ％ ５ ． ０ ０ ％。 １ 、 试 验原 理 锆元 素与苦杏 仁酸在 盐酸条件 下可以生成 一种 白色的苦杏 仁酸锆 沉淀 ， 经 过过滤 、 灼烧一 系列 工序可 以形成二 氧化锆 。 然后 在对其称 重 ， 经过焦硫 酸钾 熔
，
一
二 苦杏 仁酸 重量 法测 定钛 合金 中的锆 元 素 苦杏 仁酸外观 为 白色 结晶 或结晶性 粉末 ， 是无色 片状 或粉末状 的 固体 ， 见 光变色 ， 有微臭 一般 由苯 甲醛、 氰 化钠和 亚硫酸 氢钠存在 下制取 或从苦 杏仁 苷 水解得到 。 一般 用苦杏 仁酸重量 法测 定的锆元 素都是用 在不含 铌元素 的钛合 金
在现 代材 料 中， 钛 非常重 要的一 种而 且发展 的 也非常快 ， 是 一种 非常重 要 的结 构金属 。 钛 合金 因为具 有 强度高 、 耐 蚀性 好、 耐 热性 高等诸 多特 点 ， 已经 被 广泛地 用于各个 领域 。 目前 ， 许多 国家都 认识到钛 合金 的重要性 ， 因此相继对 其 进行一 系列 的研 究开 发 ， 并得 到了很大 的进步 ， 运用 到了实 际 中。 ｚ ｒ 是钛 合金 中 常见合 金元 素之一 ， 在钛合 金 中 属于偏 中性 的元素 ， 在钛 中有较 大的溶 解度 ， 因此 是最重 要 的稳定 元素 之一 。 Ｚ ｒ 元素 能够 改善钛 合金 的机械 性能 ， 尤 其是 合
ｌ 、 试验 目的和使 用 范围 。 本试验 方法 使用 于在快 速测 定钛合 金 中锆 元素 的含量 并对 其进行 相关 的 分 析 测定 。 ２ 、 仪器 设 备 。
（ １ ） 滴定 管（ 酸式 ） ５ ０ ｍｌ ， 一支 。 （ ２ ） 滴定 台 ， 一个 。 （ ３ ） 滴 定管 夹 ， 一个。 （ ４ ） 大 肚移 液管 ： １ ０ ｍｌ ， １ ０ 支。 （ ５ ） 锥形瓶： ２ ０ ０ ｍｌ 。 （ ６ ） 烧杯 ： ２ ０ ０ ０ ｍｌ （ 或１ ０ ０ ０ ｍ１ ） ， １ 只； ３ ０ ０ ｍｌ ， １ Ｏ 只。 （ ７ ） 容量瓶 ： １ ０ １ Ｘ Ｉ ｍ ２ ， １ 个。 （ ８ ） 玻 璃棒 。 （ ９ ） 量筒： ｌ （ ￣ｎ ｌ ＮＳ ｒ ｒ ｄ 各一 个 ； ５ ０ ｍ１ ２ 个。 （ １ Ｏ ） 搪 瓷杯 ： 容量 大于 １ ２ （ ￣； ｎ ｌ 。 （ １ １ ） 毛刷 、 吸水 管 、 塑料 勺 、 特 种铅 笔 。 （ １ ２ ） 洗瓶 （ 塑 料） ５ ０ Ｏ ａｌ ｒ ， １ 只。 三． 试 剂 １ 、 ０ ． １ ｏｏ ｔ ｌ ／ ｍ３ 乙二 胺 四 乙酸 二钠 （ 简称 Ｅ Ｄ ＴＡ－ － －钠 ） 标准液： 准 确 称取 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ－ ￣Ｎ － （ 分析 纯 ） ３ ７ ． ２ ２ ６ ｇ ， 用 微热 的无二 氧化 碳蒸馏 水溶 解 ， 待全部 溶解 并 冷至 室 温后 ， 定容 至１ ０ ０ ０ ｍｌ 。 ２ 、 盐酸： 密度 为 １ ． １ ９ ｇ ／ ｍｌ 。 ３ 、 盐 酸羟胺 固体 形 态 。 ４ 、 二 甲酚橙 （ ０ ． ２ ％） 。 ５ 、 锆 的标 准溶液 （ ０ ． ５ ｍｇ ／ ｍ１ ） ， 将 适量硫 酸亚铁铵 溶于水 中 ， 再 加入浓 硫酸 冷 却后用 水稀 释 。 最后 以 重络酸 钾 的标准 溶 液来标 定它 。 四， 试验 步骤 （ 一） 试 验 准 备 准备２ 种试 样 ， 分别称量 锆含量 不 同的试样０ ． ５ ｇ ， 准备 １ ： ｌ 的盐酸 适量待 用 。
一
金 的抗蠕 变能 力 ， 但是 ｚ ｒ 的含 量需 要与 Ａ １ 、 Ｓ ｎ 、 Ｏ 等 元素 的含量 相互 匹配 ， 其单 独含 量的 不准 确会 影响 钛合 金的 热稳 定性 能 。 在测 定合 金 中锆 元 素含 量时 ， 我 们通 常 的采用 方法 是 苦杏 仁酸重 量法 和 Ｅ ＤＴ Ａ 络合 滴 定法 两种 。 相 比较 而言 ， 重量 法测 定有 相对 较高 的准 确度 ， 但 是 它 的过程 比较繁琐 ， 分析 成本较 高 ， 此 外它所 用的试剂 一般 有毒和 气味 ， 这 些都 不能 满足 工业生 产 中快 速 分析 的要求 。 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 滴 定法也 是有 一些不 足 的， 随着 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 标 定物 的不 同 ， 它 的分 析结果 会有 较大 的差 别 ， 同时 因为错 本身存 在很 严重 的水 解 以及 聚合作 用 ， 一旦 滴定条 件控制 的不 准确就 会使 ￣Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 消 耗降 低 甚至 会有 多 次的返 色现象 。 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 容 量法 测定 钛 舍金 中的 锆元 素