Učinak termomehaničke obrade na promjene mikrostrukture legure titana Ti600

S brzim razvojem zrakoplovne industrije, kako bi se ispunili zahtjevi novog dizajna zrakoplova, zemlje diljem svijeta se natječu u razvoju legura titana za dugotrajnu upotrebu iznad 600 stupnjeva. Trenutačno se razvoj visokotemperaturnih legura titana uglavnom fokusira na sustav Ti-A1-Zr-Sn-Mo-Si, zemlje su razvile nekoliko visokotemperaturnih legura titana s izvrsnim performansama za upotrebu na 600 stupnjeva, i ova serija legura se pokazala kao najuspješniji visokotemperaturni sustav legura titana. Ti600 legura je vrsta gotovo alfa-tipa visokotemperaturna legura titana koju je razvio Northwest Research Institute of Nonferrous Metals, a uglavnom je dizajnirana za zahtjeve primjene zrakoplovnih motora. Legura Ti600 je visokotemperaturna legura titana tipa alfa koju je razvio Northwest Nonferrous Metals Research Institute, a koja je uglavnom dizajnirana za primjenu u zrakoplovnim motorima. Njegov sastav temelji se na gore navedenoj seriji legura s dodatkom elementa rijetke zemlje Y, koji je u skladu sa standardom dizajna za visokotemperaturne legure titana, te se stoga očekuje da će postati materijal za zrakoplovstvo. Za proizvodnju posebnih komponenti u obliku kompresorskih diskova i lopatica, smatra se nužnim optimizirati termomehaničke uvjete obrade za kontrolu svojstava mikrostrukture i mehaničkih svojstava. Stoga je razjašnjavanje odnosa između mikrostrukture i termomehaničkih parametara obrade ključno za proizvodnju Ti600 legura titana.

Materijal korišten za ispitivanje bila je legura titana Ti600 nominalnog sastava (tež.%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr -0.5Mo-0.4Si-0.1Y, a njegova prijelazna temperatura bila je oko 1010 stupnjeva. Materijal korišten za ispitivanje bila je legura titana Ti600 s nominalnim sastavom (tež.%) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo{{20 }}.4Si-0.1Y. Šipke od legure Ti600 u isporučenom stanju podvrgnute su kovanju -fazne zone, a početna mikrostruktura sastojala se od lamela 30-40 μm dužine × 2 μm širine i masivne faze koja je činila oko 10% fine transformacije matrica. Ispitivanja izotermalne kompresije provedena su na računalno kontroliranom toplinskom simulatoru Gleeble-1500 s rasponom temperature deformacije od 800 do 1100 stupnjeva, brzinama deformacije od 0,001, 0,01, 0,1, 1 i 10 s-1, i visoko kompresivan uzorak od 70%. Odmah nakon toplinske kompresije, uzorci su kaljeni u vodi kako bi se zaštitila toplinski deformirana organizacija. Rezultati ispitivanja su pokazali da:
Temperatura deformacije ima velik utjecaj na mikrostrukturu. Obradom na temperaturama ispod temperature prijelaza (800 do 950 stupnjeva), dinamička sferoidizacija jasno je pronađena u deformiranim uzorcima kako se temperatura povećavala. Obradom na temperaturama višim od -prijelazne temperature (1000 do 1100 stupnjeva), izduženje -zrna se dogodilo u ravnini okomitoj na smjer kovanja. Nekoliko diskontinuiranih igličastih martenzitnih ljuskica pronađeno je unutar transformiranih zrna.
Brzina deformacije u potpunosti utječe na deformaciju legure Ti600. Kako se brzina deformacije (0.1-10 s-1) povećavala, izdužene ljuskice su se više uvijale, a prijelom lamelarne organizacije jasno se pojavio pod + uvjetima obrade.
Mehanizam omekšavanja legura Ti600 vruće prešanih na 1000 do 1100 stupnjeva uglavnom je dinamička restitucija, a stvaranje subkristala i dislokacijskih stijenki tipične su mikrostrukturne značajke opažene u jednoj fazi.
Obrada u području + faze (800 do 950 stupnjeva) smanjuje i reološki stres s porastom temperature i smanjenjem brzine deformacije. Mehanizam omekšavanja je uglavnom dinamička sferoidizacija -listova unutar -zrna.