Evolucija mikrostrukture i optimizacija svojstava vruće valjanog lima od legure titana TA10

U ekstremnim radnim okruženjima kao što su petrokemija, brodogradnja, nuklearna energetika i pomorski okoliši, materijali su suočeni s višestrukim izazovima kao što su visoka temperatura, visoki tlak i jaka korozija, što postavlja visoke zahtjeve za sveobuhvatne performanse materijala, posebno otpornost na koroziju. Titan i legure titana ističu se svojom niskom gustoćom, visokom čvrstoćom, velikom žilavošću i izvrsnom otpornošću na koroziju, te su postali ključni materijali u ovim područjima. Međutim, otpornost na koroziju titanovih legura pod određenim uvjetima, kao što je otpornost na koroziju redukcijskim kiselinama i koroziju u pukotinama, još treba poboljšati. Iz tog je razloga razvijena legura titana TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) koja ne sadrži rijetke metale, ima izvrsnu preradljivost i ima izvrsnu otpornost na redukcijske kiseline, visoke temperature kloridna korozija, i pukotinska korozija, i naširoko se koristi u brojnim važnim područjima.
Unatoč brojnim prednostima legure titana TA10, njezina visoka cijena i dalje je glavni čimbenik koji ograničava njezinu široku primjenu. To je uglavnom zbog visoke cijene sirovina od titan spužve, složenosti procesa višestrukog vakuumskog taljenja i dugog tijeka obrade. Kako bi se smanjili troškovi i poboljšala učinkovitost proizvodnje, upotreba taljenja elektronskim snopom u kombinaciji s tehnologijom vrućeg valjanja za pripremu zavojnica od titanijske legure TA10 postala je inovativan proizvodni proces. Ovaj proces ne samo da značajno skraćuje tijek obrade, već također povećava prinos i smanjuje ukupne troškove.

Nedavno su Tehnološko sveučilište Shenyang i Institut za metale Kineske akademije znanosti i istraživački tim industrije titana u Yunnanu u časopisu "specijalno lijevanje i legure obojenih metala" objavili najnovije rezultate istraživanja, detaljnu raspravu o vrućem valjanju na 930 stupnjeva mikrostruktura ploče od legure titana TA10 i mehanička svojstva udarca na sobnoj temperaturi. Studija pokazuje da postupak vrućeg valjanja učinkovito pročišćava mikrostrukturu TA10 legure titana, tvoreći složenu strukturu sastavljenu od matrice, čestica Ti2Ni na granicama zrna i čestica fine faze difuzno raspoređenih unutar matrice. Ova značajka mikrostrukture ne samo da povećava otpornost materijala na koroziju, već također čini da njegova mehanička svojstva pokazuju jaku anizotropiju, posebno u poprečnom smjeru, Youngov modul, granica razvlačenja i vlačna čvrstoća bolji su od smjera kotrljanja.
Pregled metodologije istraživanja:
Priprema materijala: ploče od legure Ti-0.3Mo-0.8Ni otopljene su u peći s hladnim slojem elektronskog snopa, nakon čega je uslijedila antioksidacijska obrada i predgrijavanje na 930 stupnjeva za držanje, i konačno smotane u ploče debljine 3 mm toplom valjaonicom od 1450 mm.
Analiza mikrostrukture: Metalurškim mikroskopom, skenirajućim elektronskim mikroskopom i transmisijskim elektronskim mikroskopom, u kombinaciji s EDS elementarnom analizom, promatrana je i detaljno analizirana mikrostruktura lijevanih i valjanih ploča.
Ispitivanje mehaničkih svojstava: Pripremite vlačne uzorke u skladu sa standardnim metodama i testirajte mehanička svojstva na sobnoj temperaturi na elektroničkom stroju za ispitivanje vlačnim vlaknima, uključujući granicu razvlačenja, vlačnu čvrstoću i druge ključne pokazatelje.
Istaknuti rezultati istraživanja:
Proces vrućeg valjanja značajno poboljšava mikrostrukturu TA10 legure titana, pročišćava zrna i potiče difuznu distribuciju čestica -faze.
Valjani lim ima izvrsna poprečna mehanička svojstva, što pruža snažnu potporu za nanošenje materijala u različitim smjerovima.
Studija otkriva intrinzičnu vezu između mikrostrukture i mehaničkih svojstava, što daje znanstvenu osnovu za daljnju optimizaciju i primjenu legure titana TA10.
Ukratko, studija evolucije mikrostrukture i optimizacije svojstava toplovaljanog lima od legure titana TA10 ne samo da daje novu ideju za jeftinu i visoko učinkovitu pripremu materijala od legure titana, već također postavlja čvrste temelje za poboljšanje sveobuhvatna izvedba materijala u ekstremnom radnom okruženju.