Effekten av het extruderingsprocessen på mikrostrukturen och mekaniska egenskaper hos TA15 titanlegeringsrör

Den nominella kemiska sammansättningen av TA15 titanlegering är Ti-6.5AI-2Zr-1Mo-1V. Det är en alfa-titanlegering som framgångsrikt utvecklades av fd Sovjetunionen i mitten av-1960-talet. Varumärket är BT20. Denna legering används för närvarande som en typisk nära-alfa titanlegering med två egenskaper. Den medelhöga rumstemperaturen, styrkan och högtemperaturhållfastheten för fas titanlegering är högre än för Ti-6AL-4V-legering, med god termisk stabilitet och svetsprestanda, högre specifik hållfasthet, krypmotstånd och korrosion motstånd. Den kan användas i upp till 3000 timmar i en miljö under 5500 grader. På grund av sin goda bearbetningsförmåga tillverkas den i stor utsträckning till plåtar, stänger, smide, formsmide, rör, profiler och andra produkter. Den används ofta i högpresterande strukturella delar inom flygindustrin, så TA15-legering har goda rumstemperaturegenskaper och måste också ha goda högtemperaturegenskaper. I denna uppsats studerades de mekaniska egenskaperna hos φ170mm × 30nn × LTA15 titanlegeringsextruderade rörämnen bildade av olika hetextruderings- och bearbetningstekniker vid olika temperaturer. Analys och mikrostrukturforskning utförs för att analysera inverkan av olika heta extruderingsprocesser och den formade rörämnesstrukturen på dess mekaniska egenskaper.

Ge en teoretisk grund för tillverkningsprocessen av TA15 titanlegeringsrörämnen.

1.Experimentella material och metoder

（1）Experimentella material TA15-legeringen som används i experimentet är förstklassig svamp Ti, industriell ren AI-tråd och zirkoniumspån, och aluminium-vanadin-masterlegering som råmaterial. Den utförs i en elektrisk ljusbågsugn som kan användas med tre gånger vakuum. Götspecifikationen är φ700mm×L. Tabell 1 är den kemiska sammansättningen av legeringen.

（2）experimentmetod

Ämnet smiddes 6 gånger på en 3150t hydraulpress, och den färdiga produktspecifikationen var φ220×650 mm. Den extruderades på en 315t hydraulpress. Extruderingstemperaturerna var 950 grader och 1050 grader, och hålltiden var 60 minuter. Specifikationerna för det färdiga rörämnet var: φ170mm×30mm×L. Använd en motståndsugn för 750 grader /2h, AC-returbehandling, använd en tråd-EDM-maskin för att skära metallografiska och dragprover från legeringsrörämnet och använd HFHN03:H20 för 1:3:10 korrosion för mikrostrukturanalys, och använd OLYMPUSPMG3 Observera med ett metallografiskt mikroskop och temperaturdragprover utförs i enlighet med GB/T228.1-2010. Högtemperaturdragprover utförs i enlighet med GB/T4338-2006. Dragprovets temperaturer var 25 grader, 100 grader, 200 grader, 300 grader, 400 grader respektive 500 grader. Dragprovet utfördes på en TC-12-031 dragmaskin.

2.resultat och analys

（1） Mikrostrukturanalys vid olika heta extruderingstemperaturer

Figur 1 visar den skenbara strukturen av TA15-legering φ17mm×30mm×L-rör under olika heta extruderingstemperaturer. Uppvärmningstemperaturen på 950 grader är i den övre delen av tvåfaszonen, och hålltiden är 60 minuter. Vävnaden som erhålls efter extrudering är isometrisk. + tvåfasstrukturen kan betraktas som en tvåtillståndsstruktur, med ett genomsnitt på 14,5 μm hittills. I transformationsstrukturen är ribborna fördelade i en sammanflätad eller klustrad form. Tjockleken på ribborna är ca 35 μm. Uppvärmningstemperaturen är 1050 grader, vilket hör till fasen. I bearbetningsområdet är hålltiden 60 minuter. Den struktur som erhålls efter extrudering är en -bearbetad struktur, som är en lamellstruktur. Storleken på de initiala kornen är ca 445 μm, fasens bredd vid korngränsen är ca 1,5 um och tjockleken på lamellerna fördelade på kornen är 2,5 μm, och den lokala fasen verkar vara ca 60 μm bred. Formerna är klustrade och arrangerade sida vid sida i samma riktning.

（2） Analys av hög temperaturprestanda vid olika heta extruderingstemperaturer

Som visas i figuren är det högtemperaturmekaniska egenskaperna hos TA15-legering φ17mm×30mm×L-rör under olika heta extruderingstemperaturförhållanden. Som kan ses i figur 2 erhålls de mekaniska egenskaperna vid rumstemperatur hos TA15 legeringsrör genom extrudering vid 950 grader, med en draghållfasthet på 980 MPa och en töjning på 12,5 %. Genom att jämföra figuren ovan erhålls tvåtillståndsstrukturen genom extrudering vid 950 grader. Dess rumstemperatur och mekaniska egenskaper vid hög temperatur är lägre än de hos den lamellära strukturen som erhålls genom extrudering vid 1050 grader. Som framgår av figur 2 visar draghållfastheten och sträckgränsen för de två vävnadstillstånden en uppenbar nedåtgående trend när experimenttemperaturen ökar. Jämförelse visar att högtemperaturdragkurvan för det extruderade röret av titanlegering TA15 med dubbeltillståndsstruktur är brantare, medan den lamellära strukturen är relativt skonsam. Det visar att extrudering i fasområdet har högre mekaniska egenskaper vid hög temperatur.

Slutsatsvisning

Strukturen hos TA15 titanlegeringsrör som erhålls vid olika extruderingstemperaturer har en betydande inverkan på dess mekaniska egenskaper vid hög temperatur. De mekaniska högtemperaturegenskaperna hos den lamellära strukturen av TA15-legeringsrör extruderade i beta-faszonen är högre än de hos tvåfas-tvåtillståndsstrukturen.

Referenser: Sha Aixue, Li Xingwu, Chu Junpeng. Vanlig glödgning av TA15 titanlegering.

Sällsynta metaller 200327213-215 Cao Jingxia, Fang Bo, Huang Xu, etc.

Effekt av mikrostruktur på mekaniska egenskaper hos TA15 titanlegering.

Rare Metals 200428:362-364 Wang Bin, Guo Hongzhen, Yao Zekun, etc. Effekt av varmpressningsparametrar på flödesspänningen och mikrostrukturen hos TA15-legering.

Smide Teknik 2006% 3b{{1% 7d} Zhang Jingyu% 2c Yang Yanqing % 2c Chen Yan% 2c et al.

Effekt av glödgning på strukturen och egenskaperna hos TA15 titanlegering.

Metall Värme Behandling 200328% 3a % 7b % 7b1% 7d % 7d