Effekt af termomekanisk behandling på mikrostrukturændringer af Ti600 titanlegering

Med den hurtige udvikling af luftfartsindustrien, for at opfylde kravene til nyt flydesign, konkurrerer lande over hele verden om at udvikle titanlegeringer til langvarig brug over 600 grader. På nuværende tidspunkt fokuserer udviklingen af ​​højtemperatur titanlegeringer hovedsageligt på Ti-A1-Zr-Sn-Mo-Si-systemet, lande har udviklet adskillige højtemperatur-titaniumlegeringer med fremragende ydeevne til brug ved 600 grader, og denne serie af legeringer har vist sig at være det mest succesrige højtemperatur-titaniumlegeringssystem. Ti600-legering er en slags næsten alfa-type højtemperatur titanlegering udviklet af Northwest Research Institute of Nonferrous Metals, og den er hovedsageligt designet til anvendelseskravene til luftfartsmotorer. Ti600-legeringen er en titanlegering af næsten alfa-type højtemperatur-titanium udviklet af Northwest Nonferrous Metals Research Institute, som hovedsageligt er designet til rumfartsmotorapplikationer. Dens sammensætning er baseret på ovennævnte legeringsserie med tilføjelsen af ​​sjældne jordarters grundstof Y, som er i overensstemmelse med designstandarden for højtemperatur titanlegeringer, og derfor forventes at blive et rumfartsmateriale. Til fremstilling af specielle komponenter formet som kompressorskiver og -blade anses det for nødvendigt at optimere de termomekaniske procesbetingelser for at kontrollere de mikrostruktur-mekaniske egenskaber. Derfor er det vigtigt at afklare forholdet mellem mikrostruktur og termomekaniske behandlingsparametre for produktionen af ​​Ti600 titanlegeringer.

Det anvendte materiale til testen var Ti600 titanlegering med en nominel sammensætning på (vægt%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr -0.5Mo-0.4Si-0.1Y, og dens -overgangstemperatur var omkring 1010 grad. Materialet, der blev brugt til testen var Ti600 titanlegering med en nominel sammensætning på (vægt%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo{{20 }}.4Si-0.1Y. Ti600 legeringsstænger i leveringstilstanden blev udsat for -fasezonesmedning, og den indledende mikrostruktur bestod af lameller 30-40 μm lange × 2 μm brede og en massiv fase, der tegnede sig for omkring 10 % af den fine transformation matrix. Isotermiske kompressionstest blev udført på en computerstyret Gleeble-1500 termisk simulator med et deformationstemperaturområde på 800 til 1100 grader, tøjningshastigheder på 0,001, 0,01, 0,1, 1 og 10 s-1 og et meget komprimerende eksemplar på 70%. Umiddelbart efter termisk kompression blev prøverne vandkølet for at beskytte den varmedeformerede organisation. Testresultaterne viste, at:
Deformationstemperaturen har stor indflydelse på mikrostrukturen. Forarbejdning ved temperaturer under overgangstemperaturen (800 til 950 grader) blev dynamisk sfæroidisering tydeligt fundet i de deformerede prøver, efterhånden som temperaturen steg. Ved bearbejdning ved temperaturer højere end -overgangstemperaturen (1000 til 1100 grader) forekom forlængelse af -kornene i planet vinkelret på smederetningen. Nogle diskontinuerlige nåleformede martensitiske flager blev fundet i de transformerede korn.
Deformationshastigheden påvirker fuldstændig deformationen af ​​Ti600-legering. Efterhånden som tøjningshastigheden (0.1-10 s-1) steg, snoede de aflange flager sig mere, og bruddet af den lamelformede organisation viste sig tydeligt under + behandlingsbetingelser.
Blødgøringsmekanismen for Ti600-legeringer varmpresset ved 1000 til 1100 grader er hovedsageligt en dynamisk restitution, og dannelsen af ​​underkrystaller og dislokationsvægge er typiske mikrostrukturelle træk, der observeres i enkeltfasen.
Bearbejdning i + fase-regionen (800 til 950 grader) reducerer både den rheologiske stress med stigende temperatur og faldende belastningshastighed. Blødgøringsmekanismen er hovedsageligt dynamisk sfæroidisering af -ark i -korn.