Effekt af ældningstemperatur på Ti-6AL-7Nb-smedede stænger af titanlegering

Ti-6AL-7Nb titanlegering er meget udbredt i rumfart, medicinsk og kemisk industri på grund af dens fremragende mekaniske egenskaber, korrosionsbestandighed og biokompatibilitet. Ældning er en vigtig proces til at forbedre styrken og hårdheden af ​​Ti-6AL-7Nb-legering. Ældningstemperaturen har stor indflydelse på legeringens mikrostruktur og mekaniske egenskaber. Denne undersøgelse undersøgte effekten af ​​ældningstemperaturen på mikrostrukturen og egenskaberne af Ti-6AL-7Nb titanlegeringssmedede stænger.

eksperimentprocedure
Aldrende tumorer: Efter højtemperatur-ældningsbehandling af Ti-6AL-7Nb titanlegering vil den udfældede fase inde i kornene ændre sig, hvilket kan føre til vækst af korn og en stigning i dislokationstæthed. Disse ændringer forårsager aldrende tumorer, som øger materialets stivhed og styrke.
Kornvækst: Højtemperaturældning kan føre til vækst af korn, hvilket kan have indflydelse på materialets mekaniske egenskaber. Forstørrede korn kan føre til et fald i materialets mekaniske egenskaber, men kan i nogle tilfælde også øge materialets styrke.

Fasetransformation: Nogle udfældede faser i Ti-6AL-7Nb titanlegering kan undergå fasetransformation under højtemperaturældning. Denne faseændring kan føre til ændringer i krystalgitterstrukturen og derved påvirke materialets egenskaber.
Korrosionsbestandighed: Korrosionsbestandigheden af ​​Ti-6AL-7Nb titanlegering kan blive påvirket af ældningstemperaturen. Nogle ældningsbehandlinger kan få fordelingen af ​​visse elementer i legeringen til at ændre sig ved korngrænserne, og derved påvirke dens modstandsdygtighed over for korrosion.
Termisk stabilitet: Den termiske stabilitet af Ti-6AL-7Nb titanlegering kan også blive påvirket af ældningstemperaturen. Korrekt ældningsbehandling kan forbedre legeringens stabilitet i højtemperaturmiljøer.
Ti-6AL-7Nb-legeringsstænger er smedet ved en temperatur på 950 grader med en reduktionshastighed på 60 %. De smedede stænger blev derefter opdelt i tre grupper og udsat for forskellige ældningstemperaturer på henholdsvis 500 grader, 550 grader og 600 grader i 2 timer. Prøvernes mikrostruktur og mekaniske egenskaber blev karakteriseret ved optisk mikroskopi, røntgendiffraktion og træktest.
Resultater og diskussion
Resultaterne viser, at strukturen af ​​Ti-6AL-7Nb-legering efter smedning består af ligeakset fase og flaget + fase. Efter ældning bliver fasepartiklerne grove, og den flagede + fase omdannes til den ligeaksede fase. Jo højere ældningstemperaturen er, jo mere tydelig er forgrovningen af ​​-fasepartikler og omdannelsen af ​​flaky + faser. Derudover viser XRD-analyse, at med stigningen i ældningstemperaturen falder intensiteten af ​​(002) peak, og intensiteten af ​​(200) peak stiger, hvilket indikerer, at med stigningen i ældningstemperaturen falder indholdet af fase og indholdet af fase stiger med temperaturen.
Træktest viser, at når ældningstemperaturen stiger, stiger den ultimative trækstyrke (UTS) og flydespænding (YS) af prøverne, mens duktiliteten falder. UTS og YS for den 600 graders ældede prøve nåede maksimalværdierne på henholdsvis 1370 MPa og 1260 MPa, som var 36 % og 25 % højere end værdierne for den 500 graders ælde prøve. Men efterhånden som ældningstemperaturen stiger, falder forlængelsen fra 12,5 % til 4,3 %, hvilket indikerer, at legeringens plasticitet falder med stigende ældningstemperatur.
Afslutningsvis
Sammenfattende har ældningstemperaturen en væsentlig indflydelse på strukturen og egenskaberne af Ti-6AL-7Nb-smedede stænger af titanlegering. Stigningen i ældningstemperatur resulterer i forgrovning af -fasepartikler, transformation af lamellær + fase, fald i -faseindhold og stigning i -faseindhold. Når ældningstemperaturen stiger, øges UTS og YS af prøverne, mens forlængelsen falder. Forskningsresultaterne giver nyttig vejledning til optimering af ældningsprocessen for Ti-6AL-7Nb titanlegering.