Effect van thermomechanische verwerking op microstructuurveranderingen van Ti600 titaniumlegering

Met de snelle ontwikkeling van de luchtvaartindustrie concurreren landen over de hele wereld om aan de eisen van nieuw vliegtuigontwerp te voldoen om titaniumlegeringen te ontwikkelen voor langdurig gebruik boven 600 graden. Momenteel richt de ontwikkeling van titaniumlegeringen voor hoge temperaturen zich voornamelijk op het Ti-A1-Zr-Sn-Mo-Si-systeem. Landen hebben verschillende titaniumlegeringen voor hoge temperaturen ontwikkeld met uitstekende prestaties voor gebruik bij 600 graden, en het is bewezen dat deze reeks legeringen het meest succesvolle systeem van titaniumlegeringen op hoge temperatuur is. De Ti600-legering is een soort bijna-alfa-type titaniumlegering op hoge temperatuur, ontwikkeld door het Northwest Research Institute of Non-ferrous Metals, en is voornamelijk ontworpen voor de toepassingseisen van luchtvaartmotoren. De Ti600-legering is een bijna-alfa-type titaniumlegering voor hoge temperaturen, ontwikkeld door het Northwest Nonferrous Metals Research Institute, die voornamelijk is ontworpen voor toepassingen in lucht- en ruimtevaartmotoren. De samenstelling is gebaseerd op de bovengenoemde legeringsreeksen met de toevoeging van het zeldzame aardelement Y, dat in overeenstemming is met de ontwerpnorm voor titaniumlegeringen voor hoge temperaturen, en daarom naar verwachting een materiaal voor de ruimtevaart zal worden. Voor de vervaardiging van speciale componenten in de vorm van compressorschijven en -bladen wordt het noodzakelijk geacht de thermomechanische verwerkingsomstandigheden te optimaliseren om de microstructuur-mechanische eigenschappen te beheersen. Daarom is het verduidelijken van de relatie tussen microstructuur en thermomechanische verwerkingsparameters essentieel voor de productie van Ti600 titaniumlegeringen.

Het voor de test gebruikte materiaal was Ti600 titaniumlegering met een nominale samenstelling van (gew.%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr -0.5Mo-0.4Si-0.1Y, en de -overgangstemperatuur was ongeveer 1010 graden . Het voor de test gebruikte materiaal was een Ti600-titaanlegering met een nominale samenstelling van (gew.%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo{{20 }}.4Si-0.1Y. Staven van Ti600-legeringen in de geleverde toestand werden onderworpen aan zonesmeedwerk in de fase, en de initiële microstructuur bestond uit lamellen van 30-40 μm lang x 2 μm breed, en een massieve fase die ongeveer 10% van de fijne transformatie voor zijn rekening nam. matrix. Isotherme compressietests werden uitgevoerd op een computergestuurde Gleeble-1500 thermische simulator met een vervormingstemperatuurbereik van 800 tot 1100 graden, reksnelheden van 0,001, 0,01, 0,1, 1 en 10 s-1, en een sterk samendrukkend exemplaar van 70%. Onmiddellijk na thermische compressie werden de monsters met water geblust om de door hitte vervormde organisatie te beschermen. Uit de testresultaten bleek dat:
De vervormingstemperatuur heeft een grote invloed op de microstructuur. Bij verwerking bij temperaturen onder de overgangstemperatuur (800 tot 950 graden) werd dynamische sferoïdisatie duidelijk aangetroffen in de vervormde monsters naarmate de temperatuur toenam. Bij het bewerken bij temperaturen hoger dan de -overgangstemperatuur (1000 tot 1100 graden) trad verlenging van de -korrels op in het vlak loodrecht op de smeedrichting. In de getransformeerde korrels werden enkele discontinue naaldvormige martensitische vlokken aangetroffen.
De reksnelheid heeft een volledige invloed op de vervorming van de Ti600-legering. Naarmate de reksnelheid (0,1-10 s-1) toenam, gingen de langwerpige vlokken meer draaien en verscheen de breuk van de lamellaire organisatie duidelijk onder + verwerkingsomstandigheden.
Het verzachtingsmechanisme van Ti600-legeringen die bij 1000 tot 1100 graden heet worden geperst, is voornamelijk een dynamische restitutie, en de vorming van subkristallen en dislocatiewanden zijn typische microstructurele kenmerken die worden waargenomen in de enkele fase.
Verwerking in het +-fasegebied (800 tot 950 graden) vermindert zowel de reologische spanning bij toenemende temperatuur als de afnemende reksnelheid. Het verzachtingsmechanisme bestaat voornamelijk uit dynamische sferoïdisatie van -vellen binnen -korrels.