Termomehaanilise töötlemise mõju Ti600 titaanisulami mikrostruktuuri muutustele

Lennutööstuse kiire arenguga konkureerivad riigid üle kogu maailma titaanisulamite väljatöötamiseks pikaajaliseks kasutamiseks üle 600 kraadi, et vastata uute õhusõidukite disaini nõuetele. Praegu keskendub kõrgtemperatuursete titaanisulamite väljatöötamine peamiselt Ti-A1-Zr-Sn-Mo-Si süsteemile, riigid on välja töötanud mitmeid kõrge temperatuuriga titaanisulameid, millel on suurepärane jõudlus kasutamiseks 600 kraadi juures. ja see sulamite seeria on osutunud edukaimaks kõrgel temperatuuril titaanisulamite süsteemiks. Ti600 sulam on omamoodi peaaegu alfa-tüüpi kõrge temperatuuriga titaanisulam, mille on välja töötanud Northwest Research Institute of Nonferrous Metals ja see on mõeldud peamiselt lennukimootorite rakendusnõuete jaoks. Ti600 sulam on peaaegu alfa-tüüpi kõrgtemperatuuriline titaanisulam, mille on välja töötanud Northwest Nonferrous Metals Research Institute ja mis on mõeldud peamiselt kosmosemootorite jaoks. Selle koostis põhineb ülaltoodud sulamite seeriatel, millele on lisatud haruldaste muldmetallide elementi Y, mis on kooskõlas kõrge temperatuuriga titaanisulamite projekteerimisstandardiga ja seetõttu peaks sellest saama kosmosetööstuse materjal. Kompressori ketaste ja labade kujuliste erikomponentide valmistamisel peetakse vajalikuks optimeerida termomehaanilisi töötlemistingimusi, et kontrollida mikrostruktuuri-mehaanilisi omadusi. Seetõttu on Ti600 titaanisulamite tootmiseks oluline mikrostruktuuri ja termomehaaniliste töötlemisparameetrite vahelise seose selgitamine.

Katse materjaliks oli Ti600 titaanisulam nimikoostisega (massiprotsenti) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr -0.5Mo-0.4Si-0.1Y ja selle üleminekutemperatuur oli umbes 1010 kraadi . Katses kasutatud materjal oli Ti600 titaanisulam nimikoostisega (massiprotsenti) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo{{20 }}.4Si-0.1Y. Tarnitud seisukorras Ti600 sulamist vardad allutati -faasilisele tsooni sepistamisele ja esialgne mikrostruktuur koosnes 30-40 μm pikkustest × 2 μm laiustest lamellidest ja massiivsest faasist, mis moodustas umbes 10% peenmuundumisest. maatriks. Isotermilise kokkusurumise testid viidi läbi arvutiga juhitava Gleeble-1500 termosimulaatoriga, mille deformatsioonitemperatuuri vahemik oli 800–1100 kraadi, deformatsioonikiirused 0,001, 0,01, 0,1, 1 ja 10 s-1 ja väga kokkusurutav proov 70%. Kohe pärast termilist kokkusurumist jahutati proove kuumuse tõttu deformeerunud organisatsiooni kaitsmiseks veega. Testi tulemused näitasid, et:
Deformatsioonitemperatuuril on suur mõju mikrostruktuurile. Töötlemisel üleminekutemperatuurist madalamatel temperatuuridel (800 kuni 950 kraadi) leiti temperatuuri tõustes deformeerunud proovides selgelt dünaamiline sferoidisatsioon. Töötlemisel -siirdetemperatuurist kõrgematel temperatuuridel (1000 kuni 1100 kraadi) toimus -terade pikenemine sepistamise suunaga risti olevas tasapinnas. Muutunud teradest leiti mõningaid katkendlikke nõelakujulisi martensiitseid helbeid.
Deformatsioonikiirus mõjutab täielikult Ti600 sulami deformatsiooni. Kui deformatsioonikiirus (0.1-10 s-1) suurenes, väändusid piklikud helbed rohkem ja + töötlemistingimustes ilmnes selgelt lamellstruktuuri murd.
1000–1100 kraadi kuumpressitud Ti600 sulamite pehmendusmehhanism on peamiselt dünaamiline taastamine ning alamkristallide ja dislokatsiooniseinte moodustumine on tüüpilised mikrostruktuurilised tunnused, mida täheldatakse ühes faasis.
Töötlemine + faasi piirkonnas (800 kuni 950 kraadi) vähendab nii reoloogilist pinget temperatuuri tõustes kui ka deformatsioonikiiruse vähenemises. Pehmendamismehhanismiks on peamiselt -lehtede dünaamiline sferoidiseerimine -terade sees.