การปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ผ่านการหลอม
ไทเทเนียมและโลหะผสมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ เคมี และทางทะเล เนื่องจากมีข้อดี เช่น ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะสูง และความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมทีซี4โลหะผสมไททาเนียมประกอบด้วยธาตุรักษาเสถียรภาพเฟส - 6% Al และ 4% ขององค์ประกอบรักษาเสถียรภาพเฟส V - ซึ่งเป็นของโลหะผสมไทเทเนียมเสริมความแข็งแรงเฟส + - ทั่วไป + เฟสคู่ของระบบ Ti-Al- V มีคุณสมบัติทางกลที่ดีและสามารถแปรรูปได้ และสามารถแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป-ได้ เช่น แท่ง โปรไฟล์ แผ่น และการตีขึ้นรูป ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบของผู้คนมากขึ้น
ปัจจุบัน การวิจัยในประเทศมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติอุณหภูมิสูง- คุณสมบัติการคืบ และความเสถียรทางความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียม TC4 เป็นหลัก แต่ยังมีงานวิจัยค่อนข้างน้อยเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพในทางปฏิบัติผ่านกระบวนการบำบัดความร้อนที่เหมาะสม บทความนี้ศึกษาอิทธิพลของกระบวนการบำบัดความร้อนต่อโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุโดยการนำแผ่นโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ไปใช้ในกระบวนการบำบัดความร้อนต่างๆ ซึ่งมีความสำคัญทางทฤษฎีและปฏิบัติที่สำคัญ
ประการแรก ฟองน้ำไทเทเนียม อลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง- (99.99%) และโลหะผสมวาเนเดียม-ถูกหลอมในน้ำสุญญากาศ-เบ้าหลอมทองแดงที่ไม่สิ้นเปลือง-ด้วยความเย็นโดยใช้เตาอาร์กที่ใช้การกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าและการป้องกันอาร์กอน องค์ประกอบของโลหะผสมหลังการหลอม (โดยเศษส่วนมวล, %) คือ: 6.29Al, 4.14V, 0.029Fe, 0.023C, 0.19O โดยส่วนที่เหลือคือ Ti เพื่อให้มั่นใจว่าองค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างมีความสม่ำเสมอ แท่งโลหะผสมไทเทเนียม TC4 จึงถูกเตรียมโดยการหลอมซ้ำสามครั้งและรีดเป็นแผ่นไทเทเนียมที่มีความหนา 3 มม. ตามด้วยการอบอ่อนความเครียด-ที่ 650 องศาเป็นเวลา 4 ชั่วโมง ต่อจากนั้น แผ่นอบอ่อนจะถูกแปรรูปเป็นตัวอย่างการสังเกตโครงสร้างจุลภาคและตัวอย่างทดสอบแรงดึง และผ่านกระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันสามขั้นตอนต่อไปนี้:
1. การอบอ่อน: 790 องศา× 3 ชั่วโมง, การระบายความร้อนด้วยเตา
2. การดับสารละลาย: 980 องศา × 1 ชั่วโมง ระบายความร้อนด้วยน้ำ
3. อายุของสารละลาย: 980 องศา × 1 ชั่วโมง, การระบายความร้อนด้วยน้ำ + 580 องศา ×8 ชั่วโมง, การระบายความร้อนของเตา
ตัวอย่างหลังการให้ความร้อนทั้งหมดได้รับการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและการทดสอบคุณสมบัติแรงดึง
อิทธิพลของการบำบัดความร้อนต่อโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของโลหะผสมไทเทเนียม TC4
1. การบำบัดด้วยการหลอม
หลังจากการหลอม การตกผลึกซ้ำจะเกิดขึ้นในทั้งสองเฟสของวัสดุ การตกผลึกซ้ำของระยะ - เกิดขึ้น โดยมีเม็ดเล็กๆ เหลี่ยมหลายเหลี่ยมตกตะกอนในเมทริกซ์ที่ผิดรูป การตกผลึกซ้ำ - ระยะตกตะกอน - ระยะที่สอง โครงสร้างจุลภาคสุดท้ายนำเสนอเฟส - ที่กระจายสม่ำเสมอบนเมทริกซ์ของ - การแปลงเฟส โดยมีโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอโดยรวม การหลอมช่วยลดความเครียดภายใน ปรับปรุงความเป็นพลาสติกและความเสถียรของโครงสร้างจุลภาค แต่ส่งผลให้ความแข็งแรงและความแข็งลดลง
2. การดับสารละลาย
หลังจากการดับสารละลาย อัตราส่วนภาพของ -lamellae จะลดลงอย่างมาก -lamellae แบบตรงจะบิดเบี้ยว และส่วนต่อประสานเฟส - ที่ต่อเนื่องจะถูกทำลาย ทำให้เกิดเป็น lamellar หรือตะกร้า-เฟสสาน - เนื่องจากการเย็นลงอย่างรวดเร็วจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง - ระยะ - จึงไม่มีเวลาเพียงพอที่จะเปลี่ยนเป็นระยะ - ได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของระยะที่แพร่กระจายได้ - ที่อุณหภูมิห้อง โครงสร้างจุลภาคส่วนใหญ่ประกอบด้วยมาร์เทนซิติก '' และเฟสที่แพร่กระจายได้ - ซึ่งแสดงความแข็งแรงและความแข็งเพิ่มขึ้น แต่ความเหนียวลดลงอย่างมาก
3. แก้ปัญหาความชรา
หลังจากการเสื่อมสภาพของสารละลาย เฟสมาร์เทนซิติก '' และเฟส - ที่สามารถแพร่กระจายได้บางส่วนจะสลายตัว เปลี่ยนเป็นเฟส - ที่กระจายอย่างเสถียร และ - เฟส เมื่อเปรียบเทียบกับการหลอมแล้ว ความแข็งแรงและความแข็งจะดีขึ้นอีกหลังจากอายุมากขึ้น แต่ความเหนียวลดลงเล็กน้อย ด้วยการวิเคราะห์ที่ครอบคลุม กระบวนการเสื่อมสภาพของสารละลายช่วยปรับปรุงคุณสมบัติที่ครอบคลุมของโลหะผสมไทเทเนียม
บทสรุป
การวิจัยเกี่ยวกับแผ่นโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ผ่านกระบวนการบำบัดความร้อนต่างๆ แสดงให้เห็นว่า:
● การอบอ่อนสามารถปรับปรุงความเป็นพลาสติกและความเสถียรของโครงสร้างระดับจุลภาค แต่จะลดความแข็งแรงและความแข็งลง
● การดับสารละลายช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งได้อย่างมาก แต่ลดความเหนียวลงได้มาก
● การเสื่อมสภาพของสารละลายช่วยรักษาสมดุลระหว่างความแข็งแรง ความแข็ง และความเหนียวได้ในระดับหนึ่ง ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติที่ครอบคลุมของวัสดุได้อย่างมาก
การเลือกกระบวนการบำบัดความร้อนอย่างสมเหตุสมผลมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับคุณสมบัติเชิงกลของโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ให้เหมาะสม โดยให้การสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการใช้งานในด้านประสิทธิภาพสูง- เช่น การบินและอวกาศ
