Kuuma ekstrusiooniprotsessi mõju TA15 titaanisulamist toru mikrostruktuurile ja mehaanilistele omadustele

Titaanisulami TA15 nimikeemiline koostis on Ti-6.5AI-2Zr-1Mo-1V. See on alfa-titaani sulam, mille endine Nõukogude Liit töötas edukalt välja-1960s. Brändi nimi on BT20. Seda sulamit kasutatakse praegu tüüpilise peaaegu alfa-titaanisulamina, millel on kaks omadust. Faasi titaani sulami keskmine toatemperatuur, tugevus ja tugevus kõrgel temperatuuril on kõrgemad kui Ti-6AL-4V sulamil, hea termilise stabiilsuse ja keevitusvõimega, suurema eritugevuse, roomamiskindluse ja korrosioonikindlusega. vastupanu. Seda saab kasutada kuni 3000 tundi keskkonnas, mille temperatuur on alla 5500 kraadi. Tänu heale töödeldavusele valmistatakse sellest laialdaselt plaate, latte, sepiseid, stantse, torusid, profiile ja muid tooteid. Seda kasutatakse laialdaselt suure jõudlusega konstruktsiooniosades kosmosetööstuses, nii et TA15 sulamil on head toatemperatuuri omadused ja sellel peavad olema ka head kõrge temperatuuri omadused. Selles töös uuriti erinevatel kuumekstrusiooni- ja töötlemismeetoditel erinevatel temperatuuridel valmistatud titaanisulamist ekstrudeeritud torutooriku φ170mm × 30nn × LTA15 mehaanilisi omadusi. Analüüsid ja mikrostruktuuriuuringud viiakse läbi, et analüüsida erinevate kuumekstrusiooniprotsesside ja moodustunud torutooriku struktuuri mõju selle mehaanilistele omadustele.

Anda teoreetiline alus TA15 titaanisulamist torutoorikute tootmisprotsessile.

1.Katsematerjalid ja meetodid

(1) Katsematerjalid Katses kasutatud sulam TA15 on esmaklassiline käsn Ti, tööstuslik puhas tehisintellekti traat ja tsirkooniumilaastud ning toorainena alumiinium-vanaadiumi sulam. See viiakse läbi kolmekordse vaakumiga tarbitavas elektrikaarahjus. Valuploki spetsifikatsioon on φ700 mm × L. Tabel 1 on sulami keemiline koostis.

(2) katsemeetod

Toorikud sepistati 6 korda 3150 t hüdropressil ja valmistoote spetsifikatsioonid olid φ220 × 650 mm. See ekstrudeeriti 315 t hüdropressil. Ekstrusiooni temperatuurid olid 950 kraadi ja 1050 kraadi ning hoidmisaeg 60 minutit. Valmis torutooriku spetsifikatsioonid olid: φ170mm×30mm×L. Kasutage takistusahju 750 kraadi / 2h, vahelduvvoolu tagasitöötlust, metallograafiliste ja tõmbekehade lõikamiseks sulamist toru toorikust traat-EDM-masinat ning mikrostruktuuri analüüsiks korrosiooni 1:3:10 jaoks HFHN03:H20 ja OLYMPUSPMG3. Jälgige metallograafilise mikroskoobiga ja temperatuuri tõmbeproovid võetakse vastavalt GB/T228-le.1-2010. Kõrge temperatuuriga tõmbekatsekehad viiakse läbi vastavalt standardile GB/T4338-2006. Tõmbekatse temperatuurid olid vastavalt 25 kraadi, 100 kraadi, 200 kraadi, 300 kraadi, 400 kraadi ja 500 kraadi. Tõmbekatse viidi läbi TC-12-031 tõmbemasinaga.

2.tulemused ja analüüs

(1) Mikrostruktuuri analüüs erinevatel kuumekstrusioonitemperatuuridel

Joonisel 1 on näidatud TA15 sulamist φ17 mm × 30 mm × L toru näiv struktuur erinevatel kuumekstrusioonitemperatuuridel. Kuumutustemperatuur 950 kraadi on kahefaasilise tsooni ülemises osas ja hoidmisaeg on 60 minutit. Pärast ekstrusiooni saadud kude on isomeetriline. + kahefaasilist struktuuri võib pidada kahe olekuga struktuuriks, seni on see keskmiselt 14,5 μm. Teisendusstruktuuris on liistud jaotatud põimitud või rühmitatud kujul. Liistude paksus on umbes 35 μm. Küttetemperatuur on 1050 kraadi, mis kuulub faasi. Töötlemisalal on hoidmisaeg 60 minutit. Pärast ekstrusiooni saadud struktuur on -töödeldud struktuur, mis on lamellstruktuur. Esialgsete terade suurus on umbes 445 μm, faasi laius terade piiril on umbes 1, 5 um ja teradele jaotatud lamellide paksus on 2, 5 μm ja lokaalne faas näib olevat umbes 60 μm lai. Kujundid on rühmitatud ja paigutatud kõrvuti samas suunas.

(2) Kõrge temperatuuri jõudluse analüüs erinevatel kuumekstrusioonitemperatuuridel

Nagu on näidatud joonisel, on tegemist TA15 sulamist φ17 mm × 30 mm × L toru kõrge temperatuuriga mehaaniliste omadustega erinevates kuumade ekstrusioonitemperatuuri tingimustes. Nagu on näha jooniselt 2, saadakse TA15 sulamist toru toatemperatuuril mehaanilised omadused 950-kraadise ekstrusiooniga, tõmbetugevusega 980 MPa ja pikenemisega 12,5%. Võrreldes ülaltoodud joonist, saadakse kahe oleku struktuur 950-kraadise ekstrusiooniga. Selle toatemperatuuril ja kõrgel temperatuuril mehaanilised omadused on madalamad kui 1050 kraadi juures ekstrudeerimisel saadud lamellstruktuuril. Nagu on näha jooniselt 2, näitab katsetemperatuuri tõustes kahe koe oleku tõmbetugevus ja voolavuspiir ilmset langustrendi. Võrdlus näitab, et kaheolekulise struktuuriga TA15 titaanisulamist ekstrudeeritud toru kõrgel temperatuuril tõmbekõver on järsem, samas kui lamellstruktuur on suhteliselt õrn. See näitab, et faasipiirkonnas ekstrusioonil on kõrgemad mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril.

Järelduste kuva

Erinevatel ekstrusioonitemperatuuridel saadud TA15 titaanisulamist toru struktuur mõjutab oluliselt selle kõrgtemperatuuri mehaanilisi omadusi. Beetafaasitsoonis ekstrudeeritud TA15 sulamist toru lamellstruktuuri kõrgtemperatuurilised mehaanilised omadused on kõrgemad kui kahefaasilise kahe olekuga struktuuri omad.

Viited: Sha Aixue, Li Xingwu, Chu Junpeng. TA15 titaanisulami tavaline lõõmutamine.

Haruldased metallid 200327213-215 Cao Jingxia, Fang Bo, Huang Xu jne.

Mikrostruktuuri mõju TA15 titaanisulami mehaanilistele omadustele.

Haruldased metallid 200428:362-364 Wang Bin, Guo Hongzhen, Yao Zekun jne. Kuumpressimisparameetrite mõju TA15 sulami voolupingele ja mikrostruktuurile.

Sepistamistehnoloogia 2006;106-109 Zhang Jingyu, Yang Yanqing, Chen Yan jt.

Lõõmutamise mõju TA15 titaanisulami struktuurile ja omadustele.

Metalli kuumtöötlus 200328:46-48