Liga tat-titanju hija materjal strutturali ħafif, ta 'saħħa għolja, reżistenti għall-korrużjoni, li għandu l-karatteristiċi ta' saħħa speċifika għolja, firxa dejqa ta 'temperatura ta' deformazzjoni, reżistenza qawwija għall-korrużjoni, bijokompatibilità tajba, mhux tossiku u mhux manjetiku, eċċ., Għalhekk tintuża ħafna fl-Aerospazju, inġinerija tal-baħar, pitrolju kimiku, enerġija nukleari medika u oqsma oħra. Ligi tat-titanju għandhom il-karatteristika tipika tat-trasformazzjoni allotropika, u l-kompożizzjoni kimika, il-proċess ta 'deformazzjoni tal-plastik u l-metodu ta' trattament bis-sħana għandhom impatt sinifikanti fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom. Fil-preżent, studjużi f'pajjiżhom u barra minn Malta wettqu ħafna riċerka dwar l-iffurmar, il-manifattura u l-kontroll tal-prestazzjoni ta 'prodotti ta' liga tat-titanju.
Ġie studjat l-effett tal-proċess tat-tixjiħ tas-soluzzjoni fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet tal-virga tal-liga tat-titanju Ti-6Al-6V{-2Sn, u l-proċess tat-tixjiħ tas-soluzzjoni ġie ottimizzat. Zhang Chenhui et al. qabbel l-effetti tat-temperatura tat-tisħin u l-metodi tat-tkessiħ fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi ta 'ligi tat-titanju bħal TA15, TC12, u TA31, u esplorat il-mekkaniżmu ta' regolazzjoni tan-numru ta 'fażijiet primarji fuq is-saħħa tat-tensjoni, saħħa dejjiema f'temperatura għolja, u toughness tal-impatt tal-ligi tat-titanju. . Arab et al. studja r-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi, li turi li l-kampjun imkessaħ bl-ilma tal-istruttura martensitika għandu ebusija ogħla, u l-mikrostruttura b'żewġ stati għandha deformazzjoni u saħħa tal-plastik tajba.
Sadeghpour et al. żviluppaw tip ġdid ta '-liga tat-titanju Ti-4Al-7Mo-3Cr-3V (Ti{-4733), u studji wrew li l-mikrostruttura ta' -precipitati qishom labra multa juru saħħa tensili ogħla. Ir-riċerka dwar l-iffurmar, il-manifattura u l-kontroll tal-prestazzjoni ta 'prodotti ta' liga tat-titanju kisbet riżultati f'fażijiet. Madankollu, il-ligi tat-titanju ma jistgħux jiġu rikristallizzati permezz ta 'trasformazzjoni allotropika biex jinkiseb ir-raffinament tal-qamħ ta' l-austenite bħall-azzar, u deformazzjoni tal-plastik hija meħtieġa biex jinkiseb ir-raffinament tal-qamħ. Fil-preżent, għad hemm problemi tekniċi ewlenin bħal deformazzjoni diffiċli f'temperatura għolja, irrumblar ikkontrollat immaturi u teknoloġija tat-tkessiħ ikkontrollat, u raffinar diffiċli tal-qamħ. Għalhekk, huwa ta 'sinifikat kbir li tiġi esplorata l-influwenza ġenetika tad-deformazzjoni tal-plastik makroskopika tal-prodott fuq ir-regolamentazzjoni tal-prestazzjoni tat-tessut tal-prodott. F'dan id-dokument, ibbażat fuq il-billetti tal-bar tal-liga tat-titanju TC4 irrumblati bis-sħana miksuba minn tekniki ta 'rolling differenti, il-karatteristiċi tal-evoluzzjoni tal-mikrostruttura, il-bidliet fid-daqs tal-qamħ u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga taħt kundizzjonijiet differenti ta' trattament tas-sħana ġew imqabbla u analizzati, u l-effetti ta 'makroskopiku deformazzjoni tal-plastik u ttemprar trattament bis-sħana fuq l-evoluzzjoni tal-mikrostruttura tal-liga ġew żvelati aktar. u proprjetajiet mekkaniċi, u jipprovdu bażi teoretika għall-ottimizzazzjoni tal-parametri tal-proċess għall-irrumblar bis-sħana u t-trattament bis-sħana ta 'dan it-tip ta' bar tal-liga.
1 Materjali u metodi tat-test
Hemm żewġ tipi ta 'materjali tat-test: ċangatura b'żewġ rollijiet TC4, speċifikazzjoni tad-daqs: ϕ15 mm × 10 mm; Ċangatura ta 'tliet rollijiet TC4, speċifikazzjoni tad-daqs: ϕ12 mm × 10 mm. Il-kompożizzjoni kimika tal-liga tidher fit-Tabella 1. Liga tat-titanju TC4 hija liga tipika flimkien, kif muri fil-Fig. 1(a) u 1(b), il-morfoloġija mikroskopika tal-billetti b'żewġ rollijiet u tliet rollijiet, kollha li juru distribuzzjoni ugwali, multa u uniformi fażi u fażi , u l-forma equiaxed tal-billetta bi tliet rollijiet hija aktar sinifikanti. Dan huwa prinċipalment attribwibbli għall-ammont kbir ta 'deformazzjoni tal-plastik fl-irrumblar ta' tliet rombli, stand rolling kompatt, waqgħa tat-temperatura bil-mod, deformazzjoni sħiħa tal-qamħ fuq il-wiċċ tal-bar, frazzjoni ta 'rikristallizzazzjoni dinamika li tilħaq is-saturazzjoni, u dislokazzjonijiet tal-konfini tal-qamħ li jinbidlu minn distribwiti b'mod uniformi għal L-istat tad-distribuzzjoni poligonali jippromwovi t-trasformazzjoni tal-ħbub tal-istrixxa inizjali fi ħbub ekwiassi [10-14], u l-istrutturi fini u ekwiassi huma aktar ovvji.
Sabiex jiġu esplorati aktar l-effetti tat-temperatura tat-ttemprar, ir-rata tat-tkessiħ u l-proċess ta 'deformazzjoni fuq l-evoluzzjoni tal-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-ligi tat-titanju, ġew ifformulati proċessi ta' trattament tas-sħana differenti, kif muri fit-Tabella 2. Osserva l-karatteristiċi tal-evoluzzjoni tal-mikrostruttura tal-liga tat-titanju TC4 taħt Mikroskopju ottiku CX200E (OM) u mikroskopju elettroniku tal-iskannjar SEM3000S (SEM). Is-soluzzjoni tal-korrużjoni hija Kroll etchant, li hija etchant speċjali għall-punt ta 'trasformazzjoni ta' liga tat-titanju: 3 fil-mija HF flimkien ma '6 fil-mija HNO3 flimkien ma' 91 fil-mija H2O; uża l-analiżi tal-immaġni ImageJ biex tikkalkula d-daqs medju tal-qamħ u l-proporzjon taż-żona tal-mikrostruttura, u tesplora l-karatteristiċi tal-bidla tad-daqs tal-qamħ; twettaq testijiet tat-tensjoni fuq magna tal-ittestjar tal-materjal universali elettronika kkontrollata bil-kompjuter WDW-200, u tikseb is-saħħa tal-kampjun (saħħa tat-tensjoni, saħħa tal-produzzjoni) u indiċi tal-plastik (titwil, tnaqqis taż-żona); u t-test tal-ebusija twettaq fuq it-tester tal-mikroebusija HX-1000TM/LCD, it-tagħbija tat-tagħbija kienet 1 N, il-ħin tat-tagħbija kien 10 s, u 5 Il-valur medju tal-kejl ittieħed biex tinkiseb l-ebusija Vickers ta ' il-kampjun.
2 Riżultati u Diskussjoni
2.1 Effett tat-temperatura ta 'l-ittemprar fuq il-mikrostruttura u d-daqs tal-qamħ
Ibbażat fuq il-liga tat-titanju TC4 irrumblat b'żewġ rombli, ħames temperaturi ta 'ttemprar differenti ġew ifformulati u msaħħna għal 850, 900, 950, 1000 u 1050 grad mal-forn, li jikkorrispondu għal kampjuni 1-5. Wara li l-vojt kien ittemprat fi 850 u 900 grad, kif muri fil-Figura 2(a) u 2(b), id-daqs tal-qamħa tal-fażi żdied u kien ellittiku, u l-forma ġenerali kkonformat mal-karatteristiċi tal-mikrostruttura ekwiaxed, inkluż ekwiaxed primarja Fl-istess ħin, josservaw id-dejta rilevanti tal-ħbub tal-fażi, kif muri fil-Fig. 2(f), f'din il-firxa tat-temperatura, hekk kif it-temperatura tal-ittemprar tiżdied, il-proporzjon taż-żona tal-fażi tiżdied b'mod sinifikanti, li jindika li l-istruttura - inbidel f'aktar fażi alfa. Wara l-ittemprar f'950 grad , kif muri fil-Figura 2(c), il-mikrostruttura tinkludi struttura tipika ta 'stat doppju ta' fażi primarja equiaxed, fażi bħal labra u fażi ta 'tranżizzjoni. L-istruttura ta 'stat doppju għandha proprjetajiet tensili tajbin u toughness għolja tal-Ksur u rata ta' tkabbir ta 'xquq ta' għeja aktar baxxa; fl-istess ħin, id-daqs medju tal-ħbub tal-fażi bilkemm jinbidel, filwaqt li l-proporzjon taż-żona jonqos. Wara l-ittemprar f'1000 u 1050 grad, kif muri fil-Figura 2(d) u 2(e), il-konfini oriġinali tal-qamħ huwa dominju tal-qatta, u l-fażi hija mqassma bejn il-fażijiet, li turi l-karatteristiċi tal-istruttura Widmanstatten. Meta mqabbel ma 'l-istruttura ta' żewġ stati, l-istruttura ta 'Widmanstatten għandha plastikità aktar baxxa; f'din il-firxa tat-temperatura, hekk kif tiżdied it-temperatura ta 'l-ittemprar, id-daqs medju tal-ħbub tal-fażi jikber aktar malajr, u l-proporzjon taż-żona bilkemm jinbidel, li jindika li wara l-punt ta' transizzjoni tal-fażi TC4, b'temperatura ta 'ttemprar dejjem tiżdied
2. 2 Effett tal-proċess ta 'deformazzjoni u r-rata tat-tkessiħ fuq il-mikrostruttura u d-daqs tal-qamħ
Ibbażat fuq ligi tat-titanju TC4 rolling b'żewġ rollijiet u rolling bi tliet rolling, l-effetti ta 'proċessi ta' deformazzjoni differenti (rolling kontinwu b'żewġ rollijiet, rolling kontinwu bi tliet roll) u rati ta 'tkessiħ (tkessiħ bl-ilma, tkessiħ bl-arja u tkessiħ tal-forn) fuq il-mikrostruttura ta 'ligi f'temperatura ta' żamma ta '950 grad ġew studjati. Influwenza tal-istruttura u d-daqs tal-qamħ. Ligi rrumblati b'żewġ rombli jikkorrispondu għall-kampjuni 6, 3 u 7, u ligi rrumblati bi tliet rombli jikkorrispondu għal kampjuni 13-15. Għal ċangaturi b'żewġ rollijiet, wara trattament li jkessaħ bl-ilma, kif muri fil-Figura 3(a), ir-rata tat-tkessiħ hija mgħaġġla, u l-preċipitazzjoni tal-fażi ma tistax tipproċedi fil-ħin, iżda t-trasformazzjoni tal-istruttura tal-kannizzata se sseħħ, u l-preċipitati għandhom il- istess kompożizzjoni bħall-fażi oriġinali iżda strutturi kannizzata differenti. Fażi martensitika, l-istruttura tippreżenta struttura mħallta ta 'fażi ekwiassi, martensite ′, ″ matriċi u fażi trasformata. Wara t-trattament tat-tkessiħ ta 'l-arja, kif muri fil-Figura 3(b), l-istruttura tinkludi fażi primarja ekwiassikata u fażi Acicular preċipitata fil-fażi ta' transizzjoni. Wara t-tkessiħ tal-forn, kif muri fil-Figura 3(c), il-fażi tippreċipita tul il-linja ta 'tranżizzjoni tal-fażi, il-fażi tkun preċipitata relattivament kompletament, u l-fażi tinġabar bejn il-fażijiet. L-istruttura tinkludi fażi equiaxed u fażi bejn fażi equiaxed. Għall-billetti ta 'tliet rollijiet, il-mikrostrutturi tal-kampjuni wara rati ta' tkessiħ differenti huma murija f'Fig. 3(d), 3(e) u 3(f). Il-kompożizzjoni tal-fażi taċ-ċangaturi b'żewġ rollijiet bl-istess metodu ta 'tkessiħ hija bażikament l-istess. Ta 'min jinnota li wara t-trattament bis-sħana taċ-ċangatura ta' tliet rollijiet, il-fażi ekwiaxe, il-martensite ′, ″ matriċi, u d-daqs tal-qamħ tal-fażi aċikulari huma iżgħar. Fl-istess ħin, l-osservazzjoni tal-Figura 4, il-proporzjon taż-żona u d-daqs medju tal-fażi tal-liga ta 'tliet rollijiet irrumblati bis-sħana huma aktar baxxi minn dawk tal-liga ta' żewġ rollijiet irrumblati bis-sħana. Dan huwa prinċipalment attribwit għall-fatt li l-irrumblar bis-sħana bi tliet rombli jista 'jikseb deformazzjoni plastika kbira fi żmien qasir, li jġiegħel ir-raffinament tal-qamħ. Fl-istess ħin, studji wrew li l-ħbub tal-fażi jistgħu jfixklu b'mod effettiv it-tkabbir tal-vojt ta 'deformazzjoni tat-tensjoni ffurmati fuq l-interface bejn il-fażi equiaxed u l-fażi transaxjali, u l-iżgħar id-daqs tal-qamħ tal-fażi primarja, akbar tkun ir-reżistenza tal-vojt matul il-proċess ta 'espansjoni. L-aktar saffi, jippromwovu l-liga biex tikseb ductility tensili ogħla u saħħa ta 'rendiment minn 2. 3 Ittemprar u tixjiħ fuq il-mikrostruttura tal-liga. Fig. 5 turi l-mikrostruttura tal-kampjuni 10, 11, 12 u 16 wara t-trattament ta 'ttemprar u tixjiħ, u l-illustrazzjoni tal-lemin ta' fuq fil-Fig. 5 turi l-kampjuni 8, 9, 6 u 13 mikrostruttura. Kif muri fid-daħla tal-Fig. 5, il-mikrostrutturi ta 'ċangaturi b'żewġ rollijiet u tliet rollijiet wara t-trattament ta' ttemprar u tkessiħ bl-ilma jinkludu fażi ekwiaxe primarja, fażi martensite ′, ″ u fażi metastabbli. Twettqet analiżi tad-diffrazzjoni tar-raġġi X (XRD) fuq il-kampjuni, kif muri fil-Figura 6(a), hemm fażijiet martensitiċi ′ u ″ fil-mikrostruttura tal-vireg TC4 taħt proċessi ta 'deformazzjoni differenti u temperaturi ta' ttemprar. ; speċjalment meta t-temperatura ta 'l-ittemprar hija ta' 950 grad, hemm aktar ′ u ″ fażijiet fil-liga tal-billetta bi tliet rollijiet. Dejta ta 'riċerka rilevanti turi li iktar ma t-temperatura ta' l-ittemprar tkun qrib it-temperatura tat-tranżizzjoni tal-fażi, iktar ikun kbir id-deformazzjoni tal-plastik, iktar ikun favorevoli l-preċipitazzjoni tal-Fażi metastabbli; u l-fażi martensite ′, ″ u l-fażi metastabbli miksuba bl-ittemprar huma faċilment dekomposti f'fażi mxerrda jew fażi fil-proċess ta 'tixjiħ sussegwenti biex jinkiseb it-tisħiħ tal-liga.
Jista 'jidher ukoll mill-Fig. 5 li wara t-trattament tat-tixjiħ, il-kampjuni 10 u 16 huma fażi ekwiaxed u fażi li fiha matriċi ta' transizzjoni; kampjuni 11 u 12 huma fażi primarja ekwiassi u matriċi ta' transizzjoni li fiha fażi aċikulari. Ittrasforma s-sottostrat. Osservazzjoni ulterjuri tal-karatteristiċi tal-bidla tad-dejta fil-Figura 6(b) turi li wara li l-billetta tat-tliet rollijiet tiġi ttemprata u maturata (kampjun 16,950 grad × 60min, WQ flimkien ma '540 grad × 360min, AC), id-daqs medju tal-qamħ -fażi huwa 33.162μm , li huwa 18.28 fil-mija inqas minn dak tal-billetta b'żewġ rollijiet ittrattati taħt l-istess kundizzjonijiet (kampjun 12); it-tnaqqis kbir fid-daqs tal-qamħ tal-fażi huwa ta 'benefiċċju għat-titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga u t-tagħbija ta' partijiet mekkaniċi.
2.4 Effetti tal-proċess ta 'deformazzjoni u proċess ta' trattament bis-sħana fuq proprjetajiet mekkaniċi Intgħażlu kampjuni 1, 2, 9, 11 u 17 għall-ittestjar tal-proprjetà mekkanika, u r-riżultati huma murija fil-Figura 7. Tqabbil ta 'kampjuni 1, 2 u 9, l-istess proċess ta' deformazzjoni Il-vireg TC4 huma ttemprati u ttrattati bis-sħana. Hekk kif it-temperatura tat-ttemprar tiżdied u r-rata tat-tkessiħ taċċellera, is-saħħa u l-ebusija tal-liga tiżdied, u l-plastiċità tonqos. Meta tqabbel il-kampjuni 9 u 11, wara t-trattament ta 'l-ittemprar u t-tixjiħ, is-saħħa tal-liga tonqos, iżda l-plastiċità u l-ebusija tiżdied. Meta tqabbel il-kampjuni 11 u 17, il-vireg TC4 bi proċessi ta 'deformazzjoni differenti jadottaw l-istess metodu ta' trattament tas-sħana, u l-liga ta 'tliet rollijiet irrumblati bis-sħana għandha saħħa ogħla (Rel{{20}}MPa, R m{{ 21}}MPa), plastikità (A=14.2 fil-mija , Z=41. 2 fil-mija ) u ebusija (583.04HV), il-proporzjon tar-rendiment huwa għoli daqs 0. 966.
3 Konklużjoni
1) Il-proċess tat-trattament tas-sħana għandu impatt sinifikanti fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-liga tat-titanju TC4. Wara li ċ-ċangatura tiġi ttemprata f'950 grad, tista' tinkiseb struttura tipika ta 'żewġ stati. L-istruttura ta 'żewġ stati għandha proprjetajiet ta' tensjoni aħjar u qawwa ogħla ta 'ksur. Ebusija u rata ta 'tkabbir ta' xquq tal-għeja aktar baxxa, hekk kif it-temperatura ta 'l-ittemprar tiżdied u r-rata tat-tkessiħ taċċellera, is-saħħa tal-liga tat-titanju TC4 tiżdied, l-ebusija tiżdied, u l-plastiċità tonqos;
2) Ibbażat fuq ir-riċerka tat-trattament tas-sħana ta 'ligi tat-titanju bbażati fuq proċessi ta' deformazzjoni differenti, jinstab li iktar ma tkun kbira d-deformazzjoni tal-plastik tal-billetta bi tliet rollijiet, aktar iwassal għall-preċipitazzjoni ta 'fażijiet metastabbli, u l-fażijiet ′ u ″ jiżdiedu b'mod sinifikanti wara l-ittemprar, li jippromwovi l-ġenerazzjoni ta 'aktar fażijiet matul il-proċess tat-tixjiħ. Il-fażi metastabbli tiddekomponi, li twassal għat-tisħiħ tad-dispersjoni; u d-daqs tal-qamħ tal-fażi jitnaqqas b'mod sinifikanti, u l-aktar vojt jiltaqgħu ma 'barrieri matul il-proċess ta' espansjoni, u tinkiseb duttilità tat-tensjoni ogħla; 3) Mill-perspettiva ta 'applikazzjoni prattika ta' liga tat-titanju TC4 Meta wieħed iqis li l-proporzjon tas-saħħa tar-rendiment tal-billetta ta 'tliet rollijiet wara t-trattament ta' ttemprar u tixjiħ jista 'jilħaq 0.966, li huwa ħafna ogħla minn dak ta' rolling ordinarju. mgħobbija.
