A Ti{0}} titánötvözet rudak mikroszerkezete és tulajdonságai
Ti 1023 Titanium Barszéles körben használják a repülőgépiparban. Ez a cikk bemutatja a Xinjiang Xiangrun által gyártott 650 mm-es Ti-1023 titánötvözet tömb használatát, amely 160 mm-es rudat állít elő többszörös kovácsolási deformációkkal a "magas-alacsony-magas-alacsony" eljárással. A rúd makroszkopikus, mikroszerkezeti és mechanikai tulajdonságait összehasonlítottuk és elemeztük, és az eredmények azt mutatták, hogy: a rúd makroszkopikusan egységes, homályos szemcséket mutatott, a mikrostruktúra egységes kétfázisú régió feldolgozó struktúra, és az egyenlő tengelyű primer fázis egyenletesen oszlik el a mátrix; hőkezelés után, A rúd mechanikai tulajdonságai és ultrahangos érzékelése megfelel a vonatkozó szabványok követelményeinek.
A Ti 1023 Titanium Bar egy nagy szilárdságú és nagy szilárdságú, közel titánötvözet, nagy megbízhatósággal és alacsony költséggel. A névleges összetétel: Ti-10V-2Fe-3Al. A kis méret, az alacsony kovácsolási hőmérséklet és az erős feszültség-korrózióállóság előnyei megfelelnek a nagy megbízhatóság és az alacsony gyártási költség tervezési követelményeinek, ezért széles körben használják a repülőgépiparban.
1. Kísérlet
A kísérlet során összesen 2 t 0A-osztályú kisszemcsés szivacsos titánt és többelemes mesterötvözetet tápláltak be és olvasztottak meg háromszor egy vákuumban fogyasztható elektromos ívkemencében, hogy ?65{{7} } mmTi1023 titánötvözet tömb. A fő komponens (tömeghányad, %) V 9,0%~11,0%, Fe 1,6%~2,2%, Al 2,6%~3,4%, a többi pedig Ti, amely megfelel a GJB1538 követelményeinek. A felszálló átvágása, a fenék levágása és a tuskó közepének fűrészelése után mintát vettünk a tengelyirányú külső kör fejénél, közepénél és faránál (1. ábra), valamint a keresztmetszet 9 órai helyzetében. (2. ábra), a fő komponenseket pedig atomemissziós spektrometriával teszteltük. Az ötvözőelemek (Al, V, Fe) és egyéb szennyező elemek tartalma.
A Ti-1023 titánötvözet ingot fejéből megfelelő mennyiségű mintatömböt vágtunk le, és a + fázis/fázis átalakulási hőmérsékletét metallográfiai módszerrel 805-810 fokban mértük. A teljes tömb feldolgozása és kovácsolása a "magas-alacsony-magas-alacsony" eljárással történik, és egy 45/50 MN gyorskovácsológépet használnak a tuskó felnyitásához az egyfázisú területen (-fázisú területen), és végül kovácsolják. 160 mm-es kész rúdba.
A GJB1538 szabvány szerint a Ti-1023 titánötvözet rudak mikroszerkezetét és mechanikai tulajdonságait 160 mm-es rudakból hosszirányban vágják 20 mm vastag mintadarabok és 80 mm hosszú mintarudak vágására különféle teljesítményvizsgálatokhoz. R állapot, foltos (785 fok × 1,5 óra WC+530 fok × 8 óra AC) és oldatöregedés (775 fok × 1,5 óra WC+540 fok × 8 óra AC) a lapos homlokfelületen végzett kezelés után A 20 mm vastag próbatest ICX41M metallográfiai mikroszkóppal a szerkezet morfológiájának megfigyelésére és metallográfiai fotók készítésére. Miután a 80 mm hosszú mintarudat tokos kemencében 775 fok × 1,5 h WC+540 fok × 8 h AC hőmérsékleten hőkezelték, a vízszintes és függőleges mintákat a mintalap D/4 pontján egy H-5550K félautomata szalagfűrész A tuskót a szabványos követelményeknek megfelelően mechanikai teljesítményvizsgálati mintává alakítják, és a mechanikai teljesítmény szakítóvizsgálatát szobahőmérsékleten a azt, és a szakítóvizsgálatot CMT5205 szakítógépen mérjük. Ezzel egyidejűleg kontakt ultrahangos roncsolásmentes vizsgálatot végeznek a kész rudakon.
2. Eredmények és elemzés
2.1. A tömb kémiai összetételének elemzése
A termékmintavételi követelményeknek megfelelően a tömb felületének hosszanti fején, középső részén, farában és keresztmetszetében 9 ponton vettek mintát, hogy a különböző részeken lévő fő ötvözetelemek tartalmát kimutathassák. A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy a tömb kémiai összetétele megfelel a vonatkozó műszaki szabványok követelményeinek. Különösen a hosszanti felület fején és végében található szennyezőelem-tartalom (C, N, O, H) vizsgálati eredményei mind megfelelnek a szabványos tartomány követelményeinek, ami azt jelzi, hogy a tuskó nagy tisztaságú.
A tömb vákuumos íves olvasztási folyamata során a Fe elem szegregációra hajlamos, és a tuskó olvasztása során inhomogén összetétel vagy szegregáció léphet fel. A titánötvözet fázisdiagramja és az ötvözet megszilárdulási elmélete szerint normál megszilárdulási körülmények között az 1-nél nagyobb vagy egyenlő k szegregációs együtthatójú ötvözetelemek nem hajlamosak a szétválásra, kivéve, ha az ötvözetelemek és a közbenső ötvözetek nem homogenizálódnak kellően az olvasztás során. folyamat; a k szegregációs együttható< 1 alloy elements, even if the alloy is uniform in the molten state, there is still a certain difference between the solid phase composition and the liquid phase composition at the same temperature during solidification, and the element content in the liquid phase is always higher than that in the solid phase, which leads to casting Ingots tend to segregate in the middle and head.
Összességében elmondható, hogy a Ti-1023 titánötvözetből készült, 2 tonnás minőségű tuskóban a fő ötvözőelemek kémiai összetétele egyenletesen oszlik el és tisztasága jó, amelyek mindegyike megfelel a tuskó műszaki követelményeinek. A folyamatirányítás és egyéb szempontok ésszerűek és megvalósíthatók.
2.2. A rudak mikroszerkezeti és morfológiai elemzése
Kovácsolt állapotú (R állapotú) fényképek a Ti-1023 titánötvözetről, amelyet a 160 mm-es rúd fejéből és végéből vágtak ki felületi korrózió miatt.
Használjon 4500 tonnás gyorskovácsológépet nagy tonnanyomással, alkalmazzon "magas-alacsony-magas-alacsony" eljárást a többszörös tüzelésű kovácsoló tuskókhoz, teljesen törje meg az öntött szemcséket, és használja a fordított kovácsolást a tuskókhoz, hogy javítsa a kovácsolás behatolását a tuskókon. tulajdonságait, egységesebbé téve a rúd szerkezetét. A kovácsolási eljárás a lassú szemcsenövekedés feldolgozási jellemzőit használja ki, amikor a közeli ötvözet mátrixának gyorsan befejeződik az újrakristályosítása, így a fémszemcsék ismétlődően megtörnek, a részszemcsék összeolvadnak és növekednek, és a szemcsehatár migrációs folyamata, a végső rúd A szerkezet hajlamos egységesre lenni, ami jó alapot teremt a rúd egységes szerkezetéhez és jó teljesítményéhez.
Vágja le a rúdmintalapról a tuskófej helyzetének megfelelő keresztirányú mintákat különböző régiókból (él, D/4 és mag), figyelje meg az R állapotot és annak mikroszerkezetét szilárd oldás és öregítési hőkezelés után,
2.3. Rúdfoltok észlelési eredményei
A Ti{0}} titánötvözetben lévő Fe elem egyensúlyi eloszlási állandója 0,3, aminek nagy a szegregációs tendenciája. A Ti-1023 titánötvözetben a foltok kialakulásának fő oka az, hogy a "Fe" ötvözet anyagok helyi szegregációja és feldúsulása következtében ennek az alkatrésznek az átalakulási hőmérséklete csökken a mátrixéhoz képest, ami a mátrixhoz képest Fe-ben gazdag területek, amelyek nem tartalmaznak primer -fázist vagy viszonylag ritka -fázis tartalmat tartalmaznak. A területek, nevezetesen a foltok, foltok súlyosan befolyásolhatják az ötvözet plaszticitását és alacsony ciklusú kifáradási élettartamát.
A TB6 ötvözet bugákban lévő Fe egyenetlen összetétele a foltok kialakulásának "veleszületett" tényezője, az ezt követő hőfeldolgozási és hőkezelési folyamatok pedig a "szerzett" tényezők, amelyek befolyásolják a foltok kialakulását. A GJB1538 hőkezelési eljárása szerint 785 fok × 1,5 h WC+530 fok × 8 h AC került kiválasztásra a rudak előkészítéséhez. Az oszlop megfigyelése azt mutatja, hogy a makroszkópikus megjelenésen nincs kóros jelenség a sávban; míg az egytengelyű primer fázis tartalma a mikrostruktúrában körülbelül 15%, ami megfelel a GJB1538-ban a 10% feletti primer fázis tartalom szabvány követelményének.
3 Következtetés
(1) Az olvasztással előállított titánötvözet tömb 0Kis szemcsés szivacsos titán és többelemes mesterötvözet jó összetételű, és a tömb megfelel a szabványos követelményeknek.
(2) A tuskót többszörös tűzzel kovácsolják a "magas-alacsony-magas-alacsony" eljárással, hogy olyan rudakat készítsenek nagy nagyítású szerkezettel, kis nagyítású szerkezettel és ultrahangos hibaérzékelővel, amelyek megfelelnek a GJB1538 szabvány követelményeinek.
(3) Megfelelő hőkezelési eljárás alkalmazásával a rúd szilárdsága kis mértékben különbözik vízszintes és függőleges irányban, az egyes pontok egyenletessége jó, és a mechanikai tulajdonságok megfelelnek a GJB1538 szabvány követelményeinek.
