在過去五十年里，鈦及其合金變得越來越重要，因為它們密度低，比強度高，耐蝕性以及力學性能。在消極的方面，這種合金生產起來太貴。鈦，像鐵一樣，有同素異形體，在熱處理與鋼有許多相似之處。而且，考慮到合金元素對對合金穩定性的貢獻，包括低溫相，α相，或者高溫相，β相，合金元素的影響也采用相似的方式進行評估。

就像鋼一樣，Ti及其合金在于它們穩定的室溫相，α合金，α-β合金以及β合金，但也有另外兩類：近α和近β合金。鈦及其合金的金相比鋼更難制備。它們的研磨和拋光速率更低。激烈的切割或研磨在α合金中通常會引入變形孿晶。

鑒于可能會改變氫化物的含量或形態，鈦及其合金樣品最好采用冷鑲而不是熱鑲。鈦合金在制備過程中污漬或劃痕是相當難除去的，尤其是純鈦。

前期的機械研磨過程時間相當漫長，在最后一兩步中需要引入拋光液。文中對一些拋光液進行了總結。獲得相當好的拋光表面這個問題已經引起了相當大的興趣在電解拋光過程中。

鈦及鈦全金機械拋光方法一直依賴這些古老的程序直到進入20世紀70年代和80年代。可能首個刊發的現代方法是在Springer和Ahmed在1984年。

 

這就是三步流程，假設平面研磨步驟可以用320號粒度SiC砂紙，這可能不總是可行。如果試樣切片采用硅片切割，或采用適當粘結強度的磨料刀片，以最小的損傷產生一個平滑的表面，隨后可以使用320號粒度SiC砂紙。如果產生損傷更大的粗糙表面，比如使用了電源鋼鋸，那么研磨就必須使用粗糙度更大的砂紙。程序如下：

■ 濕法研磨采用320#砂紙，研磨2-3分鐘，獲得沒有切割破壞痕跡的樣品平面。

■ 粗拋采用9μm METADI? 牌金剛石拋光膏，在帶孔的TEXMET?牌的拋光布上，熱水10-15分鐘，采用蒸餾水作為潤滑劑。

■ 最終拋光采用MASTERMET?牌的膠體二氧化硅懸浮液，在MICROCLOTH?或MASTERTEX?拋光布上，拋光10-15分鐘，但這種流程中未給出力度的大小和轉速以及每一步的方向。

圖1 a)Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (977°C, 風冷, 593°C - 8h, 空冷, 500x)的微觀組織；和，b) CP Ti (ASTMF67, 2級, 1040°C 退火)表明一種轉變不完全的結構，用三步流程，未用侵蝕拋光(0.5% HF 刻蝕).

圖2 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo樣品第二步后的表面劃痕，用 a) ULTRA-PAD, b) ULTRA-POL, 和 c) TEXMET 1000 拋光片 (200x).

圖3  用3步流程拋光的例子，不用侵蝕性拋光液，(在第3步用一種MICROCLOTH SUPREME拋光布)拋光，a)軋制 Ti-8Al-1Mo-1V (500x); 以及, b) CP Ti, ASTMF67, 2級, 1040°C 退火 (200x) 展示較好的結果 (0.5% HF etch).

圖4 用3步拋光流程拋光的例子，不用侵蝕性拋光劑，第3步用MICROCLOTH SUPREME，拋光，a) 軋制 Ti-8Al-1Mo-1V(500x), b) 退火Ti-5Al-2.5Sn(200x); 以及, c) 退火 CP Ti (ASTMF67, Grade 2, 200x), 用Kroll試劑刻蝕，α相顯示較差的結果在b) 和 c)。

圖5 在第3步中向二氧化硅中添加侵蝕性拋光劑(用 a MICROCLOTH 拋光墊)獲得非常良好的結果，(在第2步中用 ULTRA-POL掃光墊) a) 熱處理 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (500x); 以及, b) CP Ti (ASTMF67, 4級, 704°C 退火, 200x),兩者都用Kroll試劑刻蝕.

圖6 在第2步中用TEXMET 1000拋光步并在第3步中二氧化硅使用了侵蝕性拋光劑(MICROCLOTH 拋光盤)，a) 鑄造Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (200x), b) 熱處理(950°C, 風冷, 593°C - 8h, 空冷) Ti-6Al- 2Sn-4Zr-2Mo (500x); 以及, c) 軋制 CP Ti (ASTMF67, 2級, 200x); 全部采用Kroll試劑刻蝕。

圖7 采用Müller 3步法獲得退火CP Ti最好的拋光結果(200x, Kroll試劑)。

圖8 退火CP鈦(ASTM F67, 2級)在第3步中使用了0.05μm氧化鋁，也用了侵蝕性拋光劑(200x, Kroll試劑).

圖9 拋光CP鈦(熱軋態)采用正交偏光100X觀察。

圖10 CP Ti(1038°C退火)振動拋光后并且采用Weck試劑刻蝕(100x).

圖11 熱處理后的表面α相(1038°C, 水淬) Ti - 3% Cr合金。