Effekt av åldringstemperatur på Ti-6AL-7Nb smidda stavar av titanlegering
Ti-6AL-7Nb titanlegering används ofta inom flyg-, medicin- och kemisk industri på grund av dess utmärkta mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och biokompatibilitet. Åldrande är en viktig process för att förbättra styrkan och hårdheten hos Ti-6AL-7Nb-legeringen. Åldringstemperaturen har stor inverkan på legeringens mikrostruktur och mekaniska egenskaper. Den här studien studerade effekten av åldringstemperatur på mikrostrukturen och egenskaperna hos Ti-6AL-7Nb titanlegeringssmidda stavar.
experimentförfarande
Åldrande tumörer: Efter högtemperatur-åldrande behandling av Ti-6AL-7Nb titanlegering kommer den utfällda fasen inuti kornen att förändras, vilket kan leda till tillväxt av korn och en ökning av dislokationstätheten. Dessa förändringar orsakar åldrande tumörer, vilket ökar materialets styvhet och styrka.
Korntillväxt: Åldring vid hög temperatur kan leda till tillväxt av spannmål, vilket kan påverka materialets mekaniska egenskaper. Förstorade korn kan leda till att materialets mekaniska egenskaper minskar, men kan i vissa fall också öka materialets hållfasthet.
Fasomvandling: Vissa utfällda faser i Ti-6AL-7Nb titanlegering kan genomgå fasomvandling under högtemperaturåldring. Denna fasförändring kan leda till förändringar i kristallgitterstrukturen och därigenom påverka materialets egenskaper.
Korrosionsbeständighet: Korrosionsbeständigheten hos Ti-6AL-7Nb titanlegering kan påverkas av åldringstemperaturen. Vissa åldringsbehandlingar kan göra att fördelningen av vissa element i legeringen förändras vid korngränserna, vilket påverkar dess motståndskraft mot korrosion.
Termisk stabilitet: Den termiska stabiliteten för Ti-6AL-7Nb titanlegering kan också påverkas av åldringstemperaturen. Korrekt åldringsbehandling kan förbättra legeringens stabilitet i högtemperaturmiljöer.
Ti-6AL-7Nb-legeringsstavar smides vid en temperatur på 950 grader med en reduktionshastighet på 60 %. De smidda stängerna delades sedan in i tre grupper och utsattes för olika åldringstemperaturer på 500 grader, 550 grader respektive 600 grader under 2 timmar. Mikrostrukturen och de mekaniska egenskaperna hos proverna karakteriserades av optisk mikroskopi, röntgendiffraktion och dragprovning.
resultat och diskussion
Resultaten visar att strukturen hos Ti-6AL-7Nb-legeringen efter smide består av likaxlig fas och flagig + fas. Efter åldring grovnar faspartiklarna och den flagiga + fasen omvandlas till den likaxliga fasen. Ju högre åldringstemperatur, desto mer uppenbar blir förgrovningen av -faspartiklar och omvandlingen av flagnande + faser. Dessutom visar XRD-analys att med ökningen av åldringstemperaturen minskar intensiteten av (002) topp och intensiteten av (200) topp ökar, vilket indikerar att med ökningen av åldringstemperatur minskar halten av fas och innehållet av fas ökar med temperaturen.
Dragförsök visar att när åldringstemperaturen ökar ökar den slutliga draghållfastheten (UTS) och sträckgränsen (YS) för proverna, medan duktiliteten minskar. UTS och YS för det 600 grader åldrade provet nådde maxvärdena på 1370 MPa respektive 1260 MPa, vilket var 36% och 25% högre än de för det 500 graders åldrade provet. Men när åldringstemperaturen ökar, minskar töjningen från 12,5 % till 4,3 %, vilket indikerar att legeringens plasticitet minskar med ökande åldringstemperatur.
Sammanfattningsvis
Sammanfattningsvis har åldringstemperaturen en betydande inverkan på strukturen och egenskaperna hos Ti-6AL-7Nb titanlegeringssmidda stavar. Ökningen i åldringstemperatur resulterar i förgrovning av -faspartiklar, omvandling av lamellär + fas, minskning av -fashalt och ökning av -fashalt. Dessutom, när åldringstemperaturen ökar, ökar UTS och YS för proverna, medan töjningen minskar. Forskningsresultaten ger användbar vägledning för optimering av åldringsprocessen för Ti-6AL-7Nb titanlegering.
