Nikel taşıyan döküm titanyum alüminyum alaşımının ısıl işlemi
2023-07-03
Birçok titanyum alüminyum alaşım havacılığı ve otomotiv motor parçaları, hassas döküm teknolojisi kullanılarak kalıplanmıştır. Isı işlemi, döküm titanyum alüminyum alaşımının mikro yapısını iyileştiren temel teknolojilerden biridir.
Dökme titanyum alüminyum alaşımının orijinal AS-CAST mikroyapısı genellikle γ-Tial/a2-Ti3al tabaka yapısıdır. Lameller kaba ve lamel boyutunun ve oryantasyonunun dağılımı düzgün değildir. Alfa tek fazlı bölgedeki yüksek sıcaklıkta ısıl işlem, yapısının homojenleştirilmesini sağlayabilir. Bununla birlikte, orijinal yapının kaba olması ve yüksek sıcaklıklarda a-faz tanelerinin büyümesini kontrol etmenin zorluğu nedeniyle, tamamen lamine tam titanyum-alüminyum (FL) laminatlar genellikle kalın lamel gruplarına sahiptir. Dökme titanyum alüminyum alaşımının oda sıcaklığı gerilme plastisitesini iyileştirmek için, çoklu ısıl işlem işlemi ile dökme titanyum alaşımının ince tam kalınlıkta mikro yapısı başarıyla elde edilmiştir [5,6]. İşlem, 1 alfa tek fazlı bölgenin homojenleştirilmesini, 2900 ila 1150 ° C arasında termal döngüyü, 31150 ° C'de izotermal muamele ve τa sıcaklığının biraz üzerinde kısa bir süre izotermal tedaviye yeniden ısıtmayı içerir. Bununla birlikte, bu ısıl işlem süreci daha karmaşıktır ve işleme döngüsü daha uzundur, bu da mühendislik uygulamalarına elverişli değildir.
Bu yazıda, nikel-mikroalürlü CAST TI-46.5AL-2.5V-1.0CR'nin (yüzde atomik, aynı) alaşımlarının ısıl işlem süreci incelendi ve nikelin mikro alaşımı, dökümün homojenleştirilmesini ve iyileştirilmesini basitleştirdi. Titanyum-alüminyum alaşım. Isıl işlem sürecinin mekanizması ve ince tam kalınlıkta titanyum-alüminyum alaşım tabakalarının oluşum mekanizması analiz edildi ve tartışıldı.
1 Test malzemesi nikel içeren (% 0.2-0.5)% (yüzde atomik, aşağıda aynı) Dökme alaşımı Ti-46.5al-2.5v-1.0cr (%), soğuk yünlü bir vakum indüksiyon fırını kullanılarak eritilmiş 3 Bir bakır kalıp içine döküldükten sonra, 40 mm'lik bir külçe elde edildi. 30 ° ısıl işlem gören numune, bir tel kesme yöntemi ile Ingot'tan kesildi.
Isıl işlem testi, 0.133 Pa'lık bir vakum altında gerçekleştirildi. Gama-ng yakınında eşdeğer ısı işlem sistemi ve ince tamamen lamellar-FFL, bir döküm TI-46.5AL-2.5V-1.0CR alaşımına referansla elde edildi [5, 5, 6]. Zaman sırasıyla 1150 ° C (48-168) H ve 1370 ° C (5-10 dakika) olarak alınır.
Doku gözlemleri sıradan optikler ve polarize ışıkla ışık mikroskopları altında gerçekleştirildi. Metalurjik numune (hacim yüzdesi)% 1 HF +% 10 HNO3 +% 89 H2O çözeltisi ile kazınmıştır.
2% (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)+(0.2 ~ 0.5)% Ni alaşımının, belirli bir tercih edilen yönelime sahip tam katlı tam taneli bir yapı olduğunu gözlemleyin. Yaklaşık 500 ila 1500 μm. Alaşımın 1150 ° C × 72h'den sonra, bariz sürekli segmental kaba fenomen meydana geldi. 144 saatlik izotermal tedaviden sonra, orijinal kaba ve homojen olmayan asik yapı, küçük, neredeyse düzgün, izometrik bir NG yapısına dönüştürüldü. Ortalama tane büyüklüğü yaklaşık 30 μm'dir.
(99.8 ~ 99.5) (TI-46.5Al-2.5V-1.0CR)-(0.2 ~ 0.5) Ni (%) Alaşım Orijinal Asik Yapısı
Döküm (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5Al-2.5V-1.0CR)-(0.2 ~ 0.5) Ni (%) alaşımları, 72H izotermal için 1150 ° C'de izotermal olarak tedavi edildi ve katmanlar 144H izotermal için sürekli olarak kesildi. Kapsamlı izometrik organizasyon.
Çalışmalar, nikelin γ tek fazlı titanyum alaşımının genişletilmesi rolüne sahip olduğunu ve nikelin% 0.5'inden fazlasını (atomik fraksiyon) ekleyerek Ti-48al alaşımını tek fazlı bir yapıya getirebileceğini bulmuştur. Evre 360 ° 100x polarize bir ışık mikroskobu altında döndürülmesiyle gözlemlenerek, bu çalışmada elde edilen NG yapısında az miktarda eşit α2 tanesi belirgin 4 parlak yok olma fenomeni ortaya çıktı. Literatürden elde edilen nikel-titanyum-alüminyum alaşımı olmadan NG mikroyapısının nitel gözlemleri, nikel içeren alaşım ng'deki α2 fazı miktarının önemli ölçüde daha az olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, niteliksel olarak, nikelin% 0.2 ila% 0.5 ilavesi, 1150 ° C'de titanyum alüminyum alaşımının α2 (veya α) → γ faz transformasyonunun itici gücü artırabilir ve bu da lamellarda enerji dalgalanmasının arttırılmasını artırabilir yapı. Kat yapısındaki tabaka bozukluğunun neden olduğu süreksizliğin ortaya çıkmasını teşvik eder. Bu nispeten büyük miktarlarda zaman, lamellerin segmentli sürekli pürüzlenmesini etkili bir şekilde teşvik eden, böylece nikel içeren titanyum alüminyum alaşımlarının nispeten basit bir ısı işlem sürecinde homojenleştirilmesine izin veren daha fazla sayıda dilim içi uç nokta üretir. Arıtma.
Deney, titanyum alaşımlı ince katmanlı tam kalınlıkta tabakanın en iyi kapsamlı mekanik özelliklere sahip olduğunu buldu. Bu nedenle, elde edilen NG yapısı 5 ila 10 dakika boyunca 1370 ° C'ye yeniden ısıtıldı ve daha sonra ince eşit bir tam katmanlı tabaka yapısı elde etmek için soğutuldu (). Laminasyonların ortalama boyutu yaklaşık 50 μm idi, döküm TI-46.5'ten biraz daha küçüktü. Aynı işlemde elde edilen al-2.5v-1.0cr alaşımı ffl doku tabakası tabakası. Katman grubunun, matris ng yapısının tahıl büyüklüğünden biraz daha büyük ve biraz daha büyük olması gerçeğine göre, nikel içeren dast titanyum alüminyum alaşımının fli yapısının oluşum mekanizması, titanyum-alüminum alaşımından farklıdır. Nikel olmadan FFL yapısı. Yüksek sıcaklıkta a-eşyalı taneler γ-faz matrisinde oluşur ve hafifçe büyür. Daha sonra soğutma işlemi sırasında a + γ fazına soğutulurlar ve γ-fazı a-tanecikte çökelir. Bir gama/alfa lamel yapı oluşturulur ve daha sonra soğutma sırasında oda sıcaklığına kadar bir gama/alfa2 lamel yapısına dönüştürülür.
Cast (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5Al-2.5V-1.0CR)-(0.2 ~ 0.5) Ni (%) Alaşım ince tam katmanlı tabaka mikroyapı morfolojisi.
sonuç olarak
(1) Nikelin% 0.2 ila% 0.5 (atomik fraksiyon) içeren TI-46.5AL-2.5V-1.0CR alaşımı döküm, daha basit bir 1150 ° C × 144H izotermal tedavi ile tedavi edilebilir. lamel yapı. Gamma organizasyonunun yakınında ince, tek tip bir eşittir.
(2) Gamma yapısının yakınında elde edilen, 5 ila 10 dakika boyunca 1370 ° C'ye yeniden ısıtıldı ve daha sonra ince eşitlikli tam tabakalı yapılar elde etmek için soğutuldu.
