鈦及鈦合金由于其具有低密度、優(yōu)異的強度與重量比、良好的耐腐蝕性和高的機械強度。所以其商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有50余年的歷史。其缺點是鈦及鈦合金的生產(chǎn)成本非常昂貴。

鈦和鐵一樣具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，像鋼一樣，鈦也可以進行熱處理。而合金元素對低溫的α相和高溫的β相的穩(wěn)定性都有一定的影響作用。在常溫下，鈦及鈦合金其穩(wěn)定相以含合金α、α-β和β相存在，另外兩種相是：近α和近β相。

鈦板廠家工作人員告訴我們鈦及鈦合金的金相樣品制備比鋼更困難，其磨光和拋光效率非常低。過度劇烈的切割和磨光過程都會在α相中產(chǎn)生形變孿晶。對于純度相對較高的純鈦采用冷鑲嵌的方法比熱壓力鑲嵌更為適合，因為熱壓力鑲嵌有可能改變純鈦中氫元素的含量和分布。特別對于純鈦而言，在樣品制備過程中想要去除劃痕和塑性流變非常困難。

在早期的機械拋光工藝相當耗時，而且?guī)缀跛械臋C械拋光方法在最后一步或最后兩步拋光過程中使用含有侵蝕劑的拋光液。電解拋光的方法往往能夠得到較好的拋光表面。但是在電解拋光過程中電解液存在著一定得危險，這些電解液也具有一些化學拋光的作用。

二十世紀70年代和80年代，鈦及鈦合金的機械拋光方法仍舊延續(xù)著老的拋光方法，Springer 和Ahmed在1984年首次發(fā)表了關(guān)于鈦及鈦合金的拋光方法文章。

這就是三步的樣品拋光方法，假設(shè)使用320grit砂紙來完成樣品的磨平工序，但是情況可能不一定總是這樣。如果樣品切割時使用的是超薄的切割片或者是粘接強度合適的砂輪切割片，其切割表面平整且其損傷層最小，這時可以使用 320grit砂紙來完成樣品的磨平工序。如果切割后的表面粗糙且損傷層較大，例如：使用帶鋸切割就可能產(chǎn)生這樣的結(jié)果，此時就必須使用顆粒更粗的砂紙和花費一定的時間來去除損傷層。

Springer 和Ahmed使用的鈦及鈦合金的拋光方法，具體如下：

1，磨平，使用320grit砂紙水冷，磨制2~3分鐘，去除切割產(chǎn)生的損傷層，并使樣品表面平坦。

2，粗拋光，把9μm的METADI?金剛石拋光膏預先涂抹在帶孔的TEXMET?拋光布上，使用蒸餾水做為冷卻潤滑劑，拋光10~15分鐘。

3，最終拋光，使用MICROCLOTH?或者MASTERTEX?拋光布，添加MASTERMET?二氧化硅懸浮拋光液，拋光10~15分鐘。

但是，非常遺憾的是，他們在文章中并未提到在每步過程中，樣品上的壓力、拋光盤轉(zhuǎn)速和拋光盤旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)。此后G. Müller開發(fā)了鈦合金的三步拋光方法，如果切割后的樣品損傷層最小且切割表面平坦，僅僅通過三步就可以完成拋光過程。例如：在樣品夾持器上同時夾持6個直徑30mm（1.25英寸）樣品：

1，P500砂紙水冷卻，轉(zhuǎn)速300 rpm、每個樣品上的壓力16.7N（3.75lb）、制備時間所有樣品磨平為止。

2，P1200砂紙水冷卻，轉(zhuǎn)速300 RPM、每個樣品上的壓力 16.7N（3.75lb）、制備時間30S。

3，使用人工合成無絨毛拋光布+含有化學腐蝕劑的二氧化硅懸浮拋光液，拋光機轉(zhuǎn)速150 RPM，拋光時間：每個樣品上壓力 33N（7.5lb）10分鐘，每個樣品上壓力16.7N（3.75lb）2分鐘，每個樣品上壓力 8N（2lb）1分鐘。

4，拋光劑成分：260ml SiO2+40ml H2O2 (濃度30%),1ml HNO3 + 0.5mL HF。FEPA標準的P500和P1200砂紙粒度，分別對應(yīng)ANSI/CAMI標準320/360 和600 grit砂紙。

樣品制備實例Springer 和 Ahmed制備方法：

最初對Springer 和 Ahmed制備方法的關(guān)注僅局限于如何改進和提升這種制備方法。由于帶孔的TEXMET拋光布現(xiàn)在已經(jīng)不再使用，所以必須使用其他制備表面取代。而且在已經(jīng)發(fā)表的制備方法中并未提到拋光機底盤轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向和壓力等參數(shù)。