TC11 titāna sakausējuma kalumu mehāniskās īpašības

TC11 titāna sakausējuma kalumu mehāniskās īpašības

Mikrostruktūras ietekme uz TC11 titāna sakausējuma kalumu mehāniskajām īpašībām

TC11 titāna sakausējums pieder martensīta α+β tipa karstumizturīgam titāna sakausējumam, un tā nominālais sastāvs ir Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si. Tam ir augsta izturība, laba vidējas temperatūras veiktspēja, laba izturība pret koroziju un izturība pret nogurumu. Tam ir augstas izturības priekšrocības, un to var stiprināt ar termisko apstrādi. Tas ir galvenais materiāls aerodzinēju, augstspiediena kompresoru disku un asmeņu ražošanai, kā arī tiek izmantots svarīgu spiediena nesošo komponentu ražošanai lidmašīnās. Sakausējuma iekšējā struktūra nosaka tā galīgo veiktspēju, un saprātīga struktūras un morfoloģijas kombinācija var ievērojami uzlabot materiāla mehāniskās īpašības. Šajā dokumentā tika iegūtas dažādas šķiedru mikrostruktūras, projektējot dažādus termiskās apstrādes un termiskās apstrādes procesus, un tika pētīta un analizēta mikrostruktūras ietekme uz TC11 kalumu istabas temperatūras stiepes īpašībām.

1. Testa materiāli un metodes

Testā izmantotais materiāls ir TC11 titāna sakausējuma stienis, un transformācijas punkts ir 1005°C-1010°C. Testā izmantotās izejvielas sagatavo dažādos termiskās apstrādes vai termiskās apstrādes procesos, lai iegūtu dažādas mikrostruktūras. Tas parāda, ka metalogrāfiskajā struktūrā izmantotais kodīgais līdzeklis ir 10% HF + 30% HNO3 + 70% H2O. Un izmantojiet Image-ProPlus programmatūru, lai kvantitatīvi raksturotu primārās α fāzes saturu: pēc tam pārbaudiet stiepes īpašības istabas temperatūrā. Tests tika veikts ar 1185 tipa materiālu testēšanas mašīnu.

2. Testa rezultāti un diskusija

2.1 Ietekme uz TC11 mehāniskajām īpašībām

1. attēlsparāda TC11 atkvēlināto mikrostruktūru ar atšķirīgu vienādmalu saturu. Primārās fāzes saturu kvantitatīvi raksturoja Image-ProPlus programmatūra. Vienādmaskētās fāzes saturs bija 44%, 39%, 32% un 40% secīgi. No 1. attēla redzams, ka H1, H2 un H3 primāro fāžu saturam ir tendence samazināties; H4 vienādmaskētās fāzes saturs ir aptuveni tāds pats kā H2, bet tā lielums un sadalījums ir atšķirīgs. Graudu izmērs H2 paraugā ir vienāds, bet H4 paraugam ir acīmredzama "divkārša struktūra", un ir divi izmēri, kas atbilst α graudiem.

2. attēlsparāda atbilstošo saistību starp siltumnīcas stiepes īpašībām un trīs TC11 titāna kalumu H1, H2 un H3 vienādās fāzes saturu. No 2. attēla redzams, ka, palielinoties vienādmaskētās fāzes saturam, materiāla stiprība samazinās un plastiskums nedaudz palielinās. Tas ir tāpēc, ka, palielinoties izlīdzinātās fāzes saturam materiālā, samazinās β transformatora saturs, kā rezultātā samazinās α/β fāzes saskarnes saturs, kas vājina dislokāciju saspiešanas efektu, samazina materiāla izturību un uzlabo materiāla plastiskumu. ; Turklāt, palielinoties izlīdzinātās fāzes saturam, pastiprinās sakausējuma elementu izplatīšanas efekts materiāla iekšpusē, kas nozīmē, ka α loksnes Al saturs β transformatorā šajā laikā samazinās, kā rezultātā samazinās β transformatora stiprība, kas savukārt palielina kopējo izturību. samazinās, bet, tā kā materiāla plastiskumu neietekmē ienesīguma uzvedība, tas galvenokārt ir atkarīgs no α klasteru lieluma. Tāpēc sakausējuma elementu sadalījuma ietekme uz plastiskumu ir ļoti maza; visbeidzot, palielinoties piekritu fāzes saturam, palielinās materiāla deformācijas saderība, kā rezultātā nedaudz palielinās plastiskums. Šo trīs minēto trīs apvienojuma rezultātā samazinās materiāla stiprība un nedaudz palielinās plastiskums, palielinoties piekritušās fāzes saturam.

1. tabula.parāda H2 un H4 istabas temperatūras stiepes īpašību salīdzinājumu. No 1. tabulas redzams, ka H4 parauga ražības izturība un pagarinājums ir ievērojami labāks nekā H2, un stiepes izturība un laukuma saraušanās pamatā ir vienāda. Mikrostruktūras analīzē redzams, ka H4 parauga vidējais graudu lielums ir mazāks nekā H2 paraugam. Saskaņā ar Hall-Petch formulu: var redzēt, ka jo mazāks vidējais graudu izmērs, jo lielāks ir materiāla ražas stiprums. Tas ir tāpēc, ka graudu robežu skaits šajā laikā palielinās, kā rezultātā palielinās dislokācijas kustības pretestība, kas palielina metāla deformācijas izturību; no otras puses, vidējā graudu lieluma samazināšanās nozīmē, ka graudu skaits palielinās, kā rezultātā materiāla plastiskā deformācija To var izkliedēt vairāk graudos, lai palielinātos materiāla deformācijas koordinācija, kā rezultātā palielinās pagarinājums.

2.2 Sekundāro lamelīšu α ietekme uz TC11 mehāniskajām īpašībām

3. attēlā H5 un H6 ir mikrostruktūras pēc atdzesēšanas ar dažādiem dzesēšanas līdzekļiem vienā un tajā pašā atkvēlināšanas temperatūrā. Image-ProPlus programmatūras primārās fāzes satura kvantitatīvais raksturojums liecina, ka fāzes saturs ir aptuveni vienāds, aptuveni 30%, un vadītāja lielums ir aptuveni 14,8 miljoni. No 3. attēla redzams, ka H5 un H6 paraugiem ir acīmredzama α fāzes morfoloģija sekundārajās lamelēs. sekundāro lameļu α fāze H5 paraugā ir īsa stieņa forma ar mazāku malu attiecību; sekundārās lameles H6 paraugā ir smalkas, adatas formas, un malu attiecība ir augstāka nekā H5 paraugam.

2. tabulā parādīts H6 un H5 istabas temperatūras stiepes īpašību salīdzinājums. No 2. tabulas redzams, ka H6 parauga stiprība ir ievērojami labāka nekā H5 paraugam, bet tā pagarinājums un laukuma saraušanās ir nedaudz samazināta.

Noteikta satura gadījumā attiecīgi tiek fiksēta arī β transformatora proporcija. Ģeometriski runājot, sfēriskās virsmas laukums ir mazākais tam pašam tilpumam. Tā kā α loksne β transformatora iekšpusē ir vairāk atdalīta no vienādas formas, tas ir, jo lielāka ir malu attiecība, jo augstāka ir virsmas laukuma attiecība un jo lielāka fāzes saskarne. Fāzes saskarnes saspiešanas efekts uz dislokācijām ierobežo dislokāciju slīdēšanu graudu iekšpusē, kā rezultātā palielinās dislokāciju pretestība, kad tie pārvietojas, kas palielina metāla deformācijas izturību, tādējādi palielinot materiāla izturību un samazinot tā plastiskumu.

3. Secinājums

(1) Palielinoties fāzu saturam, materiāla stiprība samazinās un plastiskums nedaudz palielinās; vienādas fāzes vidējā graudu lieluma samazināšanās ir noderīga, lai uzlabotu materiāla spēcīgo plastiskumu.

(2) Palielinoties sekundāro lameļu α fāzes malu attiecībai, materiāla stiprība palielinās un plastiskums samazinās.