Istraživanje procesa toplinske obrade ploča od legure titana

Titan, kao konstrukcijski materijal otporan na koroziju, naširoko se koristi u zrakoplovstvu, petrokemiji, proizvodnji soli, tiskanju i bojanju, farmaciji, hrani, desalinizaciji morske vode itd. Međutim, pri visokoj temperaturi i visokoj koncentraciji klorida, pukotinska korozija javlja se u čistim titan, što utječe na vijek trajanja. Kako bi se riješio problem pukotinske korozije čistog titana na visokoj temperaturi i visokoj koncentraciji klorida, ljudi su razvili novu vrstu legure titana --- Ti-0.2Pd legure. Legura ima sposobnost otpornosti na lokaliziranu koroziju u redukcijskim medijima i vrućim koncentriranim kloridima, no zbog dodatka plemenitog metala paladija cijena je visoka, tako da je njezina primjena ograničena. sredinom-1970-a, United States Titanium Metals Corporation razvila je Ti-0.3Mo-0.8Ni leguru. Legura je gotovo legura titana, ima dobru otpornost na koroziju u pukotinama na visokim temperaturama, visoku koncentraciju klorida, može djelomično zamijeniti višu cijenu Ti-0. 2Pd legura [3-4] je uključena u Sjedinjenim Američkim Državama, Ujedinjenom Kraljevstvu, Rusiji, Japanu, Francuskoj, Njemačkoj itd. Standard i stavljen u industrijaliziranu proizvodnju.
Godine 1980 Kina je počela s obradom materijala od legura Ti-0.3Mo-0.8Ni i primjenom istraživanja, ali također uključena u naše standarde (što odgovara kineskom TA10), i u čistom titanu može se pojaviti pukotinska korozija u okruženju je primijenjeno. Na primjer, u ožujku 1985. primijenjen je na komoru za grijanje vakuumske proizvodnje soli u rudniku soli Xiangli, au travnju 1986. primijenjen je na komoru za grijanje spremnika za isparavanje magnezijevog klorida na farmi soli Tanggu. Tvrtka Nanjing Baotai Special Materials Company preuzela je narudžbu kompozitnih materijala od titana i čelika za proizvodnu jedinicu projekta kalijevog gnojiva u inozemstvu. Obloga od kompozitnog materijala je lim od legure titana TA10 debljine 3 mm. Prema standardu GB/T3621-2007 "ploča od titana i legure titana", konvencionalna ploča mora ispunjavati zahtjeve klase A, istezanje pri prekidu može doseći 18%, dok naknadna ploča koja se koristi za zavarivanje eksplozijom treba zadovoljiti zahtjeve klase B, istezanje pri prekidu mora doseći više od 25%. Za kompozitni proces eksplozije zahtjeva za plastičnost ploče od legure titana, može se koristiti kao sirovina za proizvodnju ploče od titan spužve niske tvrdoće 0, kako bi se postigao naknadni proces na zahtjevima indeksa plastičnosti, ali to će neizbježno povećati troškove sirovina . Ovaj eksperiment koristi spužvu od titana stupnja 2 kao sirovinu za pripremu lima od legure titana TA10, kroz proučavanje različitih sustava toplinske obrade o organizaciji i svojstvima lima od legure titana TA10, kako bi se istražio odgovarajući sustav toplinske obrade, s ciljem dobivanja indeks plastičnosti kako bi se zadovoljili zahtjevi kompozitnog procesa naknadne eksplozije TA10 lim od legure titana.

1 Eksperimentirajte

1.1 Upotrijebljeni eksperimentalni materijali 2 spužvastog titana, srednje legure nikla i molibdena, nakon dva vakuumska samopotrošna taljenja za pripremu ingota od TA10 legure titana promjera 560mm, njegov kemijski sastav prikazan je u tablici 1. ingot kovanjem gredice, glodanja, mljevenja i drugih procesa izrađenih od toplovaljanih ploča, a zatim u valjaonici 1680 dvovaljnim valjanjem u lim debljine 3,0 mm. Slika 1 za metalografske fotografije valjane ploče od legure titana TA10, organizaciju njegove vrlo fine deformacijske organizacije stanja valjanja trake. Tablica 2 prikazuje mehanička svojstva valjanog lima od legure titana TA10 na sobnoj temperaturi.

1.2 Toplinska obrada Ispitivanje toplinske obrade pomoću SX2-2.5-10 otporne peći, temperaturna pogreška ± 5 stupnjeva C. TA10 legura titana je legura gotovo legura, brzina hlađenja ima mali utjecaj na njegovu organizaciju i svojstva, temperaturu žarenja općenito treba odabrati ispod + / točke faznog prijelaza od 120-200 stupnjeva C. Temperaturu + / točke faznog prijelaza od + / točke faznog prijelaza. Stoga su uzorci toplinske obrade izrezani na 3,0 mm debele vruće valjane ploče od legure titana TA10 i žareni na različitim temperaturama, temperature žarenja bile su 550, 600, 650, 700, 750 i 800 stupnjeva, vrijeme držanja bilo je 30 minuta, a metoda hlađenja bilo hlađenje zrakom. Uzorci su uzeti s žarenih ploča za promatranje mikrostrukture i ispitivanje mehaničkih svojstava kako bi se istražila odgovarajuća temperatura žarenja. Na temperaturi žarenja, tretman žarenja s različitim vremenima držanja, vrijeme držanja je bilo 15, 30, 60, 120, 180 min, uzmite uzorke da biste promatrali mikrostrukturu ploče nakon žarenja različito vrijeme i testirali mehanička svojstva, i konačno dobili odgovarajući sustav toplinske obrade.

2 Rezultati i rasprava

2.1 Učinak temperature toplinske obrade na organizaciju i mehanička svojstva ploče TA10 vruće valjanog lima od legure titana različitom temperaturnom izolacijom od 30 minuta i tretmanom žarenja hlađenjem na sobnoj temperaturi mehanička svojstva i mikrostruktura prikazani su u tablici 3 i slici 2. kao što se vidi na Tablica 3, TA10 ploča od legure titana pomoću 550 stupnjeva × 30 min/AC žarenja, uzrokovana fenomenom obrade otvrdnjavanja čvrstoće visoke čvrstoće i plastičnosti fenomena siromašnih nije eliminiran. Eliminacija; između 550 ~ 650 stupnjeva, s povećanjem temperature toplinske obrade, fenomen otvrdnjavanja obrade ploče postupno se eliminira, vlačna čvrstoća postupno se smanjuje, plastičnost se malo poboljšava; između 650 ~ 700 stupnjeva, čvrstoća vruće valjanog lima gotovo je nepromijenjena, dok je plastičnost značajno poboljšana; između 750 ~ 800 stupnjeva, vlačna čvrstoća vruće valjanog lima još uvijek je nepromijenjena, dok se istezanje nakon prekida smanjuje, plastičnost ploče se pogoršava. Kao što se može vidjeti na slici 2, TA10 ploča od legure titana na 700 stupnjeva ispod glavnog procesa oporavka, organizacija deformacije kotrljanja organizacije nalik na traku, kada se temperatura toplinske obrade poveća na 700 stupnjeva, dolazi do nukleacije rekristalizacije i rasta zrna . Temperatura toplinske obrade od 750 stupnjeva, rekristalizacija je u osnovi završena, velika većina organizacije za finiju izometrijsku fazu, ali još uvijek postoji mali broj trakastih deformacijskih organizacija. Kada temperatura toplinske obrade dosegne 800 stupnjeva, neka zrna rastu abnormalno, a organizacija je gruba. Stoga, kako bi TA10 vruće valjani lim od legure titana zadovoljio zahtjeve kompozitnog procesa eksplozije na plastičnost ploče, odgovarajuću temperaturu toplinske obrade treba odabrati između 700 ~ 750 stupnjeva.

2.2 Učinak vremena držanja na organizaciju i mehanička svojstva ploče prema eksperimentu s temperaturom toplinske obrade odabranom temperaturom toplinske obrade od 750 stupnjeva, mehanička svojstva ploče nakon toplinske obrade različitog vremena držanja na ovoj temperaturi prikazana su u tablici 4, mikrostruktura je prikazana na slici 3. iz tablice 4 može se vidjeti, kada je temperatura zagrijavanja od 750 stupnjeva, s produljenjem vremena držanja, vlačna čvrstoća ploče od legure titana TA10 ne varira mnogo, unutar 5 ~ 10 MPa, vrijeme držanja od 5 ~ 10 MPa, vlačna čvrstoća ploče od legure titana TA10 nije velika. ~ 10 MPa, vrijeme izolacije u intervalu od 15 ~ 60 min, izduženje ploče pri lomu s produženjem vremena izolacije znatno veće, plastičnost postaje bolja; a kada je vrijeme izolacije dulje od 60 minuta, produljenje ploče pri lomu ima očitije smanjenje, plastičnost se postupno pogoršava. Kao što se može vidjeti na slici 3, ploča od legure titana TA10 na 750 stupnjeva nakon 15, 30, 60, 120, 180 min tretmana žarenjem, organizacija od početne deformacijske organizacije valjanja trake postupno rekristalizacije, nukleacije i rasta zrna, kada je vrijeme držanja od 30 min , rekristalizacija je u osnovi potpuna (vidi sliku 3b), kada vrijeme držanja dosegne 60 min, rekristalizacija cjeline, organizacija je fina i jednolika izotropna, a plastičnost je dobra; kada je vrijeme držanja dulje od 60 minuta, ploča ima očitije smanjenje istezanja nakon loma, plastičnost se postupno pogoršava. Organizacija je fina i ujednačena izometrijska faza (vidi sliku 3c). Kako se vrijeme izolacije produljuje, deformacijska struktura i drugi čimbenici koji ometaju rast zrna se eliminiraju, nekoliko posebnih granica zrna brzo migrira [11], neka rekristalizirana zrna nenormalno rastu, organizacija postupno postaje grublja.

Ukratko, TA10 tretman žarenjem valjanog lima od legure titana treba doseći određenu temperaturu kako bi se učinkovito odgovorilo na postizanje bolje organizacije i performansi. Kao što je kod tretmana žarenjem od 750 stupnjeva, može se postići ekviaksijalna organizacija i dobra plastičnost, kada temperatura nastavi rasti, a čvrstoća raste, istezanje se smanjuje. TA10 tretman žarenjem ploče od legure titana također treba kontrolirati kada će vrijeme držanja, inače zbog rasta rekristaliziranih zrna, utjecati na plastičnost materijala.

3 Zaključak

(1) Kada temperatura toplinske obrade dosegne 600 stupnjeva, organizacija ploče od legure titana TA10 može dobiti dobar odgovor, ali plastičnost je loša. Ako trebate postići bolju plastičnost kako biste zadovoljili zahtjeve upotrebe titanskih ploča za eksplozivne kompozite, morate provesti višu temperaturu (700 ~ 750 stupnjeva) toplinske obrade. (2) Kada je temperatura toplinske obrade određena, vrijeme držanja ima mali učinak na čvrstoću ploče od legure titana TA10, ali plastičnost ima značajan učinak. (3) Za vruće valjani lim od TA10 legure titana debljine 3 mm, nakon (700 ~ 750) stupnjeva × (30 ~ 60) min / AC tretmana žarenjem, možete dobiti ujednačeniju ekviaksijalnu fazu i bolja sveobuhvatna mehanička svojstva, kako bi se zadovoljila uporaba titanskih ploča za potrebe eksplozivnih kompozita.