Výskum procesu tepelného spracovania dosky z titánovej zliatiny

Titán ako konštrukčný materiál odolný voči korózii je široko používaný v leteckom a kozmickom priemysle, petrochemickom priemysle, výrobe soli, tlači a farbení, farmaceutickom priemysle, potravinárstve, odsoľovaní morskej vody atď. Avšak pri vysokej teplote a vysokej koncentrácii chloridov dochádza k štrbinovej korózii v čistom titán, čo ovplyvňuje životnosť. S cieľom vyriešiť problém štrbinovej korózie čistého titánu pri vysokej teplote a vysokej koncentrácii chloridov ľudia vyvinuli nový typ zliatiny titánu --- Ti-0.2Pd zliatiny. Zliatina má schopnosť odolávať lokálnej korózii v redukčných médiách a horúcich koncentrovaných chloridoch, ale v dôsledku pridania vzácneho kovu paládia sú náklady vysoké, takže jej použitie je obmedzené. v polovici-1970 rokov spoločnosť United States Titanium Metals Corporation vyvinula zliatinu Ti-0.3Mo-0.8Ni. Zliatina je takmer typ titánovej zliatiny, má dobrú odolnosť proti štrbinovej korózii pri vysokej teplote, vysokú koncentráciu chloridov, môže čiastočne nahradiť vyššiu cenu Ti-0.2Pd zliatina [3-4], bola zahrnutá v Spojených štátoch, Spojenom kráľovstve, Rusku, Japonsku, Francúzsku, Nemecku atď. Štandardné a uvedené do priemyselnej výroby.
V 1980 rokoch Čína začala spracovávať materiál zliatiny Ti-0.3Mo-0.8Ni a aplikovať výskum, ale je zahrnutý aj do našich noriem (zodpovedajúcich čínskej TA10) a v čistom titáne sa môže objaviť prostredie štrbinovej korózie. Napríklad v marci 1985 bol aplikovaný do ohrievacej komory vákuovej výroby soli v soľnej bani Xiangli a v apríli 1986 do ohrievacej komory odparovacej nádrže chloridu horečnatého na soľnej farme Tanggu. Spoločnosť Nanjing Baotai Special Materials Company prevzala objednávku titánových a oceľových kompozitných materiálov pre projekt výroby potašových hnojív v zahraničí. Obloženie z kompozitného materiálu je plech z titánovej zliatiny TA10 s hrúbkou 3 mm. Podľa normy GB/T3621-2007 „titánové a titánové zliatinové dosky“ konvenčná doska musí spĺňať požiadavky triedy A, predĺženie pri pretrhnutí môže dosiahnuť 18 %, zatiaľ čo následná doska používaná na zváranie výbuchom musí spĺňajú požiadavky triedy B, ťažnosť pri pretrhnutí by mala dosiahnuť viac ako 25 %. Pre proces výbuchového kompozitu s požiadavkami na plasticitu platne z titánovej zliatiny sa môže použiť ako surovina na výrobu titánovej hubovej platne s nízkou tvrdosťou 0, aby sa dosiahol následný proces na požiadavky indexu plasticity, čo však nevyhnutne zvýši náklady na suroviny. . Tento experiment používa titánovú špongiu triedy 2 ako surovinu na prípravu plechu z titánovej zliatiny TA10 prostredníctvom štúdia rôznych systémov tepelného spracovania na organizácii a vlastnostiach plechu z titánovej zliatiny TA10, aby sa preskúmal vhodný systém tepelného spracovania s cieľom získať index plasticity na splnenie požiadaviek následného procesu výbuchu kompozitného plechu TA10 z titánovej zliatiny.

1 Experiment

1.1 Použité experimentálne materiály 2 špongia titánová, medzizliatina nikel - molybdén, po dvoch vákuovom samospotrebnom natavení na prípravu ingotu z titánovej zliatiny TA10 o priemere 560mm, jeho chemické zloženie je uvedené v tabuľke 1. ingot kovaním predvalky, frézovanie, brúsenie a iné procesy vyrobené z dosiek valcovaných za tepla a potom vo valcovni 1680 pomocou dvoch ohňov valcovaných na plech s hrúbkou 3,0 mm. Obrázok 1 pre metalografické fotografie plechu z titánovej zliatiny TA10 vo valcovanom stave, organizáciu jeho organizácie deformácie stavu pri valcovaní veľmi jemného pásu. Tabuľka 2 ukazuje mechanické vlastnosti plechu z titánovej zliatiny TA10 pri izbovej teplote.

1.2 Test tepelného spracovania pomocou SX2-2.5-10 odporová pec, teplotná chyba ± 5 stupňov C. TA10 zliatina titánu je takmer typická zliatina, rýchlosť chladenia má malý vplyv pokiaľ ide o jeho organizáciu a vlastnosti, teplota žíhania by sa mala vo všeobecnosti voliť pod bodom +/fázového prechodu 120-200 stupňov C. Teplota +/bodom fázového prechodu +/bodom fázového prechodu. Preto boli vzorky tepelného spracovania narezané na 3,0 mm hrubé platne z titánovej zliatiny TA10 a žíhané pri rôznych teplotách, teploty žíhania boli 550, 600, 650, 700, 750 a 800 stupňov, čas zdržania bol 30 minút a spôsob chladenia bolo chladenie vzduchom. Z žíhaných platní sa odobrali vzorky na pozorovanie mikroštruktúry a testovanie mechanických vlastností, aby sa preskúmala vhodná teplota žíhania. Pri teplote žíhania, ošetrení žíhaním s rôznou dobou výdrže, doba výdrže bola 15, 30, 60, 120, 180 minút, odoberte vzorky na pozorovanie mikroštruktúry dosky po žíhaní po rôznu dobu a otestujte mechanické vlastnosti a nakoniec získajte vhodný systém tepelného spracovania.

2 Výsledky a diskusia

v Tabuľka 3, TA10 doska z titánovej zliatiny o 550 stupňov × 30 min/AC žíhanie, spôsobené javom spracovania kalenie pevnosti vysokej pevnosti a plasticity javu chudobných nie je eliminovaná. Eliminácia; medzi 550 ~ 650 stupňami, so zvyšovaním teploty tepelného spracovania sa jav vytvrdzovania platní postupne eliminuje, pevnosť v ťahu sa postupne znižuje, plasticita sa mierne zlepšuje; medzi 650 ~ 700 stupňami je pevnosť za tepla valcovaného plechu takmer nezmenená, zatiaľ čo plasticita je výrazne zlepšená; medzi 750 ~ 800 stupňami je pevnosť v ťahu za tepla valcovaného plechu stále nezmenená, zatiaľ čo predĺženie po pretrhnutí sa znižuje, plasticita dosky sa zhoršuje. Ako je možné vidieť na obrázku 2, doska z titánovej zliatiny TA10 pri 700 stupňoch pod hlavným procesom obnovy, organizácia valcovacej deformácie pásovej organizácie, keď sa teplota tepelného spracovania zvýši na 700 stupňov, dochádza k rekryštalizačnej nukleácii a rastu zŕn. . Teplota tepelného spracovania 750 stupňov, rekryštalizácia je v podstate dokončená, prevažná väčšina organizácie je pre jemnejšiu izometrickú fázu, ale stále existuje malý počet organizácie s pásikovou deformáciou. Keď teplota tepelného spracovania dosiahne 800 stupňov, niektoré zrná rastú abnormálne a organizácia je hrubá. Preto, aby plech z titánovej zliatiny TA10 valcovaný za tepla spĺňal požiadavky procesu výbuchového kompozitu na plasticitu dosky, mala by sa zvoliť vhodná teplota tepelného spracovania medzi 700 ~ 750 stupňami.

2.2 Vplyv doby výdrže na organizáciu a mechanické vlastnosti dosky podľa experimentu s teplotou tepelného spracovania zvolená teplota tepelného spracovania 750 stupňov, mechanické vlastnosti dosky po tepelnom spracovaní rôznej doby výdrže pri tejto teplote sú uvedené v tabuľke 4, mikroštruktúra je znázornená na obrázku 3. z tabuľky 4 je možné vidieť, že pri teplote ohrevu 750 stupňov s predĺžením doby držania sa pevnosť v ťahu dosky z titánovej zliatiny TA10 príliš nelíši, v rozmedzí 5 ~ 10 MPa, doba držania 5 ~ 10 MPa, pevnosť v ťahu dosky z titánovej zliatiny TA10 nie je príliš veľká. ~ 10MPa, doba izolácie v intervale 15 ~ 60 min, predĺženie dosky pri pretrhnutí s predĺžením doby izolácie výrazne väčšie, plasticita sa zlepšuje; a keď je doba izolácie dlhšia ako 60 minút, predĺženie dosky pri pretrhnutí má zreteľnejšie zníženie, plasticita sa postupne zhoršuje. Ako je možné vidieť na obrázku 3, doska z titánovej zliatiny TA10 pri 750 stupňoch po 15, 30, 60, 120, 180 minútach žíhania, organizácia od počiatočnej organizácie deformácie pri valcovaní pásu postupne rekryštalizácia, nukleácia a rast zŕn, keď je doba zdržania 30 minút , rekryštalizácia je v podstate dokončená (pozri obrázok 3b), keď doba zdržania dosiahne 60 minút, rekryštalizácia celku, organizácia je jemná a rovnomerná izotropná a plasticita je dobrá; keď je doba držania viac ako 60 minút, doska má zreteľnejšie zníženie predĺženia po zlomení, plasticita sa postupne zhoršuje. Organizácia je jemná a jednotná izometrická fáza (pozri obrázok 3c). Ako sa doba izolácie stále predlžuje, deformačná štruktúra a ďalšie faktory brániace eliminácii rastu zŕn, niekoľko špeciálnych hraníc zŕn rýchlo migruje [11], niektoré rekryštalizované zrná rastú abnormálne, organizácia je postupne hrubá.

Stručne povedané, žíhanie valcovaného plechu z titánovej zliatiny TA10 potrebuje dosiahnuť určitú teplotu, aby účinne reagovalo na dosiahnutie lepšej organizácie a výkonu. Napríklad pri 750 stupňovom spracovaní žíhaním sa dá dosiahnuť rovnoosová organizácia a dobrá plasticita, keď teplota stále stúpa, keď sa pevnosť zvyšuje, predĺženie sa znižuje. Ošetrenie žíhaním dosky z titánovej zliatiny TA10 by sa malo kontrolovať aj vtedy, keď doba zdržania, inak v dôsledku rastu rekryštalizovaných zŕn, ovplyvní plasticitu materiálu.

3 Záver

(1) Keď teplota tepelného spracovania dosiahne 600 stupňov, organizácia dosky z titánovej zliatiny TA10 môže získať dobrú odozvu, ale plasticita je zlá. Ak potrebujete získať lepšiu plasticitu, aby ste splnili požiadavky na použitie titánových platní pre výbušný kompozit, musíte vykonať vyššiu teplotu (700 ~ 750 stupňov) tepelného spracovania. (2) Keď je teplota tepelného spracovania istá, čas držania má malý vplyv na pevnosť dosky z titánovej zliatiny TA10, ale plasticita má významný vplyv. (3) V prípade plechu z titánovej zliatiny TA10 s hrúbkou 3 mm, valcovaného za tepla, po (700 ~ 750) stupňoch × (30 ~ 60) min / AC žíhaní môžete získať rovnomernejšiu rovnoosovú fázu a lepšie komplexné mechanické vlastnosti, aby ste splnili požiadavky použitie titánových platní pre požiadavky na výbušné kompozity.