Forbedring av mikrostruktur og egenskaper til TC4 titanlegering gjennom gløding
Titan og dets legeringer er mye brukt i romfart, bilindustri, kjemisk industri og marin industri på grunn av deres fordeler som lav tetthet, høy spesifikk styrke og utmerket korrosjonsbestandighet.TC4titanlegering inneholder 6 % av det -fasestabiliserende elementet Al og 4 % av det -fasestabiliserende elementet V, som tilhører det typiske + dobbel-varme-forsterkede titanlegeringen i Ti-Al-V-systemet. Den har gode mekaniske egenskaper og bearbeidbarhet, og kan bearbeides til halvfabrikata{10} som stenger, profiler, plater og smiing, som blir stadig mer foretrukket av folk.
For tiden fokuserer innenlandsk forskning hovedsakelig på høye-temperaturegenskaper, krypeegenskaper og termisk stabilitet til TC4 titanlegering, men det er fortsatt relativt lite forskning på å optimalisere den praktiske ytelsen gjennom fornuftige varmebehandlingsprosesser. Denne artikkelen studerer påvirkningen av varmebehandlingsprosesser på materialets mikrostruktur og mekaniske egenskaper ved å utsette TC4 titanlegeringsplater for forskjellige varmebehandlingsprosesser, noe som har viktig teoretisk og praktisk betydning.
For det første ble titansvamp, aluminium med høy-renhet (99,99 %) og aluminium-vanadiumlegering smeltet i en vakuumvann-avkjølt kobberdigel, ikke-forbrukbar lysbueovn under elektromagnetisk omrøring og argonbeskyttelse. Legeringssammensetningen etter smelting (i massefraksjon, %) var: 6,29Al, 4,14V, 0,029Fe, 0,023C, 0,19O, mens resten var Ti. For å sikre ensartethet i den kjemiske sammensetningen til prøvene, ble TC4 titanlegeringsstenger preparert ved trippel omsmelting og rulling til titanplater med en tykkelse på 3 mm, etterfulgt av spennings{14}}avlastningsgløding ved 650 grader i 4 timer. Deretter ble de glødede arkene behandlet til mikrostrukturobservasjonsprøver og strekkprøver, og utsatt for følgende tre forskjellige varmebehandlingsprosesser:
1. Glødebehandling: 790 grader × 3 timer, ovnskjøling.
2. Bråkjøling av løsning: 980 grader × 1 time, vannkjøling.
3. Løsningens aldring: 980 grader ×1 time, vannkjøling + 580 grad ×8 timer, ovnskjøling.
Prøvene etter varmebehandling ble alle utsatt for mikrostrukturanalyse og testing av strekkegenskaper.
Påvirkning av varmebehandling på mikrostrukturen og egenskapene til TC4 titanlegering
1. Glødebehandling
Etter gløding skjer rekrystallisering i begge faser av materialet. Rekrystallisering av -fasen skjer, med polygonale små korn som utfelles i den deformerte matrisen; rekrystallisert -fase utfeller sekundær -fase. Den endelige mikrostrukturen presenterer en -fase jevnt fordelt på matrisen til -fasetransformasjonen, med en samlet ensartet mikrostruktur. Gløding eliminerer indre stress, forbedrer plastisitet og mikrostrukturell stabilitet, men fører til en reduksjon i styrke og hardhet.
2. Bråkjøling av løsning
Etter løsningsslukking reduseres størrelsesforholdet til -lamellene betydelig, rette -lameller blir vridd, og det kontinuerlige -fasegrensesnittet blir ødelagt, og danner lamellær eller kurv-vev--fase. På grunn av den raske avkjølingen fra det høye-temperaturområdet, har ikke -fasen nok tid til å transformeres fullstendig til -fasen, noe som resulterer i dannelsen av en metastabil -fase. Ved romtemperatur består mikrostrukturen hovedsakelig av martensittisk '' og metastabil -fase, som viser økt styrke og hardhet, men en betydelig reduksjon i duktilitet.
3. Løsning aldring
Etter oppløsningsaldring brytes noe av den martensittiske '' og metastabile -fasen ned, og transformeres til stabil spredt -fase og -fase. Sammenlignet med gløding er styrken og hardheten ytterligere forbedret etter aldring, men duktiliteten avtar noe. Gjennom omfattende analyse forbedrer løsningens aldringsprosess de omfattende egenskapene til titanlegeringen.
Konklusjon
Forskning på TC4 titanlegeringsplater gjennom forskjellige varmebehandlingsprosesser viser at:
● Glødebehandling kan forbedre plastisiteten og mikrostrukturell stabilitet, men reduserer styrke og hardhet.
● Bråkjøling av løsning forbedrer styrke og hardhet betydelig, men reduserer duktiliteten betraktelig.
● Løsningens aldring balanserer til en viss grad kravene til styrke, hardhet og duktilitet, og forbedrer materialets omfattende egenskaper betydelig.
Rimelig utvalg av varmebehandlingsprosesser er av stor betydning for å optimalisere de mekaniske egenskapene til TC4 titanlegering, og gir teknisk støtte for bruken i høyytelsesfelt som romfart.
