Effekt av aldringstemperatur på Ti-6AL-7Nb smidde stenger av titanlegering
Ti-6AL-7Nb titanlegering er mye brukt i romfart, medisinsk og kjemisk industri på grunn av dens utmerkede mekaniske egenskaper, korrosjonsbestandighet og biokompatibilitet. Aldring er en viktig prosess for å forbedre styrken og hardheten til Ti-6AL-7Nb-legering. Aldringstemperaturen har stor innflytelse på legeringens mikrostruktur og mekaniske egenskaper. Denne studien studerte effekten av aldringstemperatur på mikrostrukturen og egenskapene til Ti-6AL-7Nb titanlegeringssmidde stenger.
eksperimentprosedyre
Aldringssvulster: Etter høytemperatur-aldringsbehandling av Ti-6AL-7Nb titanlegering, vil den utfelte fasen inne i kornene endres, noe som kan føre til vekst av korn og en økning i dislokasjonstetthet. Disse endringene forårsaker aldrende svulster, som øker materialets stivhet og styrke.
Kornvekst: Høytemperaturaldring kan føre til vekst av korn, noe som kan ha innvirkning på materialets mekaniske egenskaper. Forstørrede korn kan føre til en reduksjon i materialets mekaniske egenskaper, men kan i noen tilfeller også øke materialets styrke.
Fasetransformasjon: Noen utfelte faser i Ti-6AL-7Nb titanlegering kan gjennomgå fasetransformasjon under høytemperaturaldring. Denne faseendringen kan føre til endringer i krystallgitterstrukturen, og dermed påvirke materialets egenskaper.
Korrosjonsmotstand: Korrosjonsmotstanden til Ti-6AL-7Nb titanlegering kan bli påvirket av aldringstemperaturen. Noen aldringsbehandlinger kan føre til at fordelingen av visse elementer i legeringen endres ved korngrensene, og dermed påvirke motstanden mot korrosjon.
Termisk stabilitet: Den termiske stabiliteten til Ti-6AL-7Nb titanlegering kan også påvirkes av aldringstemperaturen. Riktig aldringsbehandling kan forbedre stabiliteten til legeringen i høytemperaturmiljøer.
Ti-6AL-7Nb-legeringsstenger er smidd ved en temperatur på 950 grader med en reduksjonshastighet på 60 %. De smidde stengene ble deretter delt inn i tre grupper og utsatt for forskjellige aldringstemperaturer på henholdsvis 500 grader, 550 grader og 600 grader i 2 timer. Mikrostrukturen og de mekaniske egenskapene til prøvene ble karakterisert ved optisk mikroskopi, røntgendiffraksjon og strekktesting.
Resultater og diskusjon
Resultatene viser at strukturen til Ti-6AL-7Nb-legering etter smiing består av likeakset fase og flakfase. Etter aldring blir fasepartiklene grove og den flassete +-fasen forvandles til den likeaksede fasen. Jo høyere aldringstemperaturen er, desto mer åpenbar blir forgrovningen av -fasepartikler og transformasjonen av flassete + faser. I tillegg viser XRD-analyse at med økningen i aldringstemperaturen, reduseres intensiteten til (002) topp og intensiteten til (200) topp øker, noe som indikerer at med økningen i aldringstemperaturen, reduseres innholdet av fase og innholdet av fase øker med temperaturen.
Strekktester viser at etter hvert som aldringstemperaturen øker, øker den ultimate strekkfastheten (UTS) og flytegrensen (YS) til prøvene, mens duktiliteten avtar. UTS og YS for den 600 grader gamle prøven nådde maksimalverdiene på henholdsvis 1370 MPa og 1260 MPa, som var 36 % og 25 % høyere enn de for den 500 grader gamle prøven. Men når aldringstemperaturen øker, avtar forlengelsen fra 12,5 % til 4,3 %, noe som indikerer at plastisiteten til legeringen avtar med økende aldringstemperatur.
for å konkludere
Oppsummert har aldringstemperaturen en betydelig innvirkning på strukturen og egenskapene til Ti-6AL-7Nb titanlegeringssmidde stenger. Økningen i aldringstemperatur resulterer i forgrovning av -fasepartikler, transformasjon av lamellær + fase, reduksjon i -faseinnhold og økning i -faseinnhold. I tillegg, når aldringstemperaturen øker, øker UTS og YS av prøvene, mens forlengelsen avtar. Forskningsresultatene gir nyttig veiledning for optimalisering av aldringsprosessen til Ti-6AL-7Nb titanlegering.
