Termomehāniskās apstrādes ietekme uz Ti600 titāna sakausējuma mikrostruktūras izmaiņām

Strauji attīstoties aviācijas nozarei, lai izpildītu jaunas gaisa kuģu konstrukcijas prasības, valstis visā pasaulē sacenšas, lai izstrādātu titāna sakausējumus ilgstošai lietošanai virs 600 grādiem. Pašlaik augstas temperatūras titāna sakausējumu izstrāde galvenokārt koncentrējas uz Ti-A1-Zr-Sn-Mo-Si sistēmu, valstis ir izstrādājušas vairākus augstas temperatūras titāna sakausējumus ar izcilu veiktspēju lietošanai 600 grādu leņķī. un šī sakausējumu sērija ir izrādījusies visveiksmīgākā augstas temperatūras titāna sakausējuma sistēma.Ti600 sakausējums ir sava veida gandrīz alfa tipa augstas temperatūras titāna sakausējums, ko izstrādājis Ziemeļrietumu krāsaino metālu pētniecības institūts, un tas galvenokārt ir paredzēts aviācijas dzinēju pielietojuma prasībām. Ti600 sakausējums ir gandrīz alfa tipa augstas temperatūras titāna sakausējums, ko izstrādājis Northwest Nonferrous Metals Research Institute un kas galvenokārt paredzēts kosmosa dzinēju lietojumiem. Tā sastāvs ir balstīts uz iepriekšminēto sakausējumu sēriju, pievienojot retzemju elementu Y, kas atbilst augstas temperatūras titāna sakausējumu konstrukcijas standartam, un tāpēc ir paredzēts, ka tas kļūs par aviācijas un kosmosa materiālu. Lai ražotu īpašus komponentus, kas veidoti kā kompresora diski un lāpstiņas, ir nepieciešams optimizēt termomehāniskās apstrādes apstākļus, lai kontrolētu mikrostruktūras-mehānisko īpašību raksturlielumus. Tāpēc Ti600 titāna sakausējumu ražošanā ir būtiski noskaidrot attiecības starp mikrostruktūru un termomehāniskās apstrādes parametriem.

Pārbaudē izmantotais materiāls bija Ti600 titāna sakausējums ar nominālo sastāvu (mas.%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr -0.5Mo-0.4Si-0.1Y, un tā pārejas temperatūra bija aptuveni 1010 grādi. Pārbaudē izmantotais materiāls bija Ti600 titāna sakausējums ar nominālo sastāvu (mas.%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo{{20 }}.4Si-0.1Y. Ti600 sakausējuma stieņi piegādes stāvoklī tika pakļauti -fāzes zonas kalšanai, un sākotnējā mikrostruktūra sastāvēja no lamelēm 30-40 μm garumā × 2 μm platumā un masīvas fāzes, kas veidoja aptuveni 10% no smalkās transformācijas. matrica. Izotermiskās kompresijas testi tika veikti ar datorvadāmu Gleeble-1500 termisko simulatoru ar deformācijas temperatūras diapazonu no 800 līdz 1100 grādiem, deformācijas ātrumiem 0,001, 0,01, 0,1, 1 un 10 s-1 un ļoti spiedošs paraugs 70%. Tūlīt pēc termiskās saspiešanas paraugi tika atdzesēti ar ūdeni, lai aizsargātu siltuma deformēto organizāciju. Testa rezultāti parādīja, ka:
Deformācijas temperatūrai ir liela ietekme uz mikrostruktūru. Apstrāde temperatūrā, kas zemāka par pārejas temperatūru (800 līdz 950 grādi), deformētajos paraugos, temperatūrai paaugstinoties, tika skaidri konstatēta dinamiska sferoidizācija. Apstrāde temperatūrā, kas augstāka par -pārejas temperatūru (1000 līdz 1100 grādi), graudu pagarināšanās notika plaknē, kas ir perpendikulāra kalšanas virzienam. Pārveidotajos graudos tika konstatētas dažas pārtrauktas acsveida martensīta pārslas.
Deformācijas ātrums pilnībā ietekmē Ti600 sakausējuma deformāciju. Palielinoties deformācijas ātrumam (0.1-10 s-1), iegarenās pārslas vairāk savijās, un + apstrādes apstākļos skaidri parādījās slāņveida organizācijas lūzums.
Ti600 sakausējumu mīkstināšanas mehānisms, kas ir karsti presēts 1000 līdz 1100 grādu temperatūrā, galvenokārt ir dinamiska atjaunošana, un subkristālu un dislokācijas sienu veidošanās ir tipiskas mikrostruktūras pazīmes, kas novērotas vienā fāzē.
Apstrāde + fāzes reģionā (800 līdz 950 grādi) samazina gan reoloģisko stresu, palielinoties temperatūrai, gan samazinot deformācijas ātrumu. Mīkstināšanas mehānisms galvenokārt ir dinamiska lokšņu sferoidizācija graudos.