Mekaniske egenskaber af TC11 titaniumlegeringssmedninger
Mekaniske egenskaber af TC11 titaniumlegeringssmedninger
Virkning af mikrostruktur på mekaniske egenskaber af TC11 titaniumlegeringssmedninger
TC11 titanlegering tilhører martensitic plus type varmestyrke titanlegering, og dens nominelle sammensætning er Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si. Det har høj styrke, god medium temperatur ydeevne, god korrosionsbestandighed og træthedsbestandighed. Det har fordelene ved høj styrke og kan forstærkes ved varmebehandling. Det er hovedmaterialet til fremstilling af flymotorer, højtrykskompressorskiver og -blade og bruges også til fremstilling af vigtige trykbærende komponenter på fly. Legeringens indre struktur bestemmer dens endelige ydeevne, og en rimelig kombination af struktur og morfologi kan i høj grad forbedre materialets mekaniske egenskaber. I dette papir blev forskellige fibermikrostrukturer opnået ved at designe forskellige termiske behandlings- og varmebehandlingsprocesser, og effekten af mikrostruktur på stuetemperatur-trækegenskaberne af TC11-smedninger blev undersøgt og analyseret.
1. Test materialer og metoder
Materialet brugt i testen er TC11 titanlegeringsstang, og transformationspunktet er 1005 grader -1010 grader. De råmaterialer, der anvendes i testen, fremstilles ved forskellige termiske processer eller varmebehandlingsprocesser for at opnå forskellige mikrostrukturer. Det viser, at det ætsende middel, der anvendes i den metallografiske struktur, er 10 procent HF plus 30 procent HNO3 plus 70 procent H2O. Og brug Image-ProPlus software til kvantitativt at karakterisere indholdet af primær fase: test derefter trækegenskaberne ved stuetemperatur. Testen blev udført på 1185 type materialetestmaskine.
2. Testresultater og diskussion
2.1 Indflydelse på de mekaniske egenskaber af TC11
figur 1viser den udglødede mikrostruktur af TC11 med forskelligt ligeakset indhold. Den primære fases indhold blev kvantitativt karakteriseret af Image-ProPlus-software. De ligeaksede faseindhold var 44 procent, 39 procent, 32 procent og 40 procent i rækkefølge. Det kan ses af figur 1, at indholdet af H1, H2 og H3 primære faser viser en faldende tendens; indholdet af H4 ligeakset fase er nogenlunde det samme som H2, men dets størrelse og fordeling er anderledes. Kornstørrelsen inde i H2-prøven er ensartet, mens H4-prøven har en åbenlys "dobbeltsætstruktur", og der er to størrelsesniveauer af ligeaksede korn.
Figur 2viser det tilsvarende forhold mellem drivhusets trækegenskaber og ligeakset faseindholdet i tre TC11 titansmedninger H1, H2 og H3. Det kan ses af figur 2, at med stigningen af ligeakset faseindholdet falder styrken af materialet, og plasticiteten stiger en smule. Dette skyldes, at med stigningen af det ligeaksede faseindhold i materialet, falder indholdet af -transformant, hvilket resulterer i et fald i indholdet af / fase-grænsefladen, hvilket svækker pinningseffekten af dislokationer, reducerer materialets styrke, og forbedrer materialets plasticitet. ; Derudover forstærkes fordelingseffekten af legeringselementer inde i materialet med stigningen af ligeakset faseindhold, hvilket betyder, at Al-indholdet i arket i -transformatoren falder på dette tidspunkt, hvilket resulterer i et fald i styrken af -transformer, hvilket igen fører til en stigning i den samlede styrke. falder, mens da materialets plasticitet ikke påvirkes af efterladningsadfærden, afhænger det hovedsageligt af størrelsen af -klyngerne. Derfor er effekten af legeringselementfordelingen på plasticiteten meget lille; endelig, med stigningen af ligeakset faseindhold, øges deformationskompatibiliteten af materialet, hvilket resulterer i en lille stigning i plasticiteten. Den kombinerede effekt af disse tre resulterer i et fald i materialets styrke og en lille stigning i plasticitet med en stigning i ligeakset faseindhold.
tabel 1viser sammenligningen af rumtemperaturtrækegenskaberne for H2 og H4. Det kan ses af tabel 1, at H4 prøvens flydespænding og forlængelse er væsentligt bedre end H2, og trækstyrken og arealkrympningen er stort set ens. Det kan ses fra mikrostrukturanalysen, at den gennemsnitlige kornstørrelse af H4-prøven er mindre end H2-prøvens. Ifølge Hall-Petch-formlen: det kan ses, at jo mindre den gennemsnitlige kornstørrelse er, desto højere flydespænding af materialet. Dette skyldes, at antallet af korngrænser stiger på dette tidspunkt, hvilket resulterer i en stigning i modstanden af dislokationsbevægelser, hvilket øger metallets deformationsmodstand; på den anden side betyder faldet i den gennemsnitlige kornstørrelse, at antallet af korn stiger, hvilket resulterer i plastisk deformation af materialet. Det kan spredes i flere korn, så deformationskoordinationen af materialet øges, hvilket resulterer i en stigning i forlængelse.
2.2 Effekten af sekundær lamel på de mekaniske egenskaber af TC11
I figur 3 er H5 og H6 mikrostrukturerne efter at være blevet afkølet af forskellige kølemedier ved samme udglødningstemperatur. Den kvantitative karakterisering af primærfaseindholdet med Image-ProPlus-software viser, at faseindholdet er nogenlunde det samme, omkring 30 procent, og managerstørrelsen er omkring 14,8um. Det kan ses af figur 3, at H5- og H6-prøverne har tydelig -fasemorfologi i de sekundære lameller. Fasen af de sekundære lameller i H5-prøven er kort stavformet med et mindre aspektforhold; de sekundære lameller i H6-prøven er fine nåleformede, og billedformatet er højere end H5-prøven.
Tabel 2 viser sammenligningen af rumtemperaturtrækegenskaberne for H6 og H5. Det kan ses af tabel 2, at styrken af H6-prøven er signifikant bedre end H5-prøvens styrke, men dens forlængelse og arealkrympning er en smule formindsket.
Ved et vist indhold er andelen af -transformer også fastsat i overensstemmelse hermed. Geometrisk set er det sfæriske overfladeareal det mindste for samme volumen. Da -arket inde i -transformatoren er mere adskilt fra den ligeaksede form, det vil sige, jo større aspektforholdet er, desto højere er overfladearealforholdet, og jo større fasegrænsefladen. Fastspændingseffekten af fasegrænsefladen på dislokationer begrænser glidningen af dislokationer inde i kornene, hvilket resulterer i en stigning i modstanden af dislokationer, når de bevæger sig, hvilket øger metallets deformationsmodstand og derved øger materialets styrke og mindsker dets modstand. plasticitet.
3. Konklusion
(1) Med stigningen i faseindholdet falder materialets styrke, og plasticiteten øges lidt; faldet i den gennemsnitlige kornstørrelse af den ligeaksede fase er gavnligt for at forbedre materialets stærke plasticitet.
(2) Med stigningen af aspektforholdet af fasen af de sekundære lameller, øges styrken af materialet, og plasticiteten falder.
