Warmtebehandeling van nikkel-dragende cast titanium aluminium legering
2023-07-03
Veel titanium-aluminiumlegering luchtvaart en motoronderdelen zijn gevormd met behulp van precisie-giettechnologie. Warmtebehandeling is een van de belangrijkste technologieën om de microstructuur van gegoten titaniumaluminiumlegering te verbeteren.
De originele as-gegoten microstructuur van gegoten titaniumaluminiumlegering is over het algemeen γ-TIAL/α2-Ti3al-laagstructuur. De lamellen zijn grof en de verdeling van de lamel -grootte en oriëntatie is niet uniform. De warmtebehandeling op hoge temperatuur in de eenfasezone van de alfa kan homogenisatie van zijn structuur bereiken. Vanwege de grofheid van de oorspronkelijke structuur en de moeilijkheid bij het beheersen van de groei van de a-fase korrels bij hoge temperaturen, hebben de volledig gelamineerde volledig titanium-aluminium (FL) laminaten meestal nog steeds dikke lamellaire groepen. Om de trekplasticiteit van de kamertemperatuur van gegoten titaniumaluminiumlegering te verbeteren, werd een dunne microstructuur met volledige dikte van gegoten titaniumlegering met succes verkregen via een meervoudig warmtebehandelingsproces [5,6]. Het proces omvat homogenisatie van 1 alfa enkele fase zone, thermische cycli van 2900 tot 1150 ° C, isotherme behandeling bij 31150 ° C en 4 opwarmen tot een korte tijd isothermische behandeling iets boven de temperatuur van τα. Dit warmtebehandelingsproces is echter ingewikkelder en de verwerkingscyclus is langer, wat niet bevorderlijk is voor technische toepassingen.
In dit artikel werd het warmtebehandelingsproces van Nickel-Microalloyed Cast TI-46.5AL-2.5V-1.0CR (Atomic Percent, hetzelfde hieronder) gelegden, en de micro-legering van nikkel vereenvoudigde de homogenisatie en verfijning van de cast van de cast Titanium-aluminiumlegering. Het mechanisme van het warmtebehandelingsproces en het mechanisme van de vorming van fijne titanium-aluminiumlegeringsbladen met een volledige dikte werden geanalyseerd en besproken.
1 Het testmateriaal is nikkelbevattend (0,2-0,5)% (atomisch percentage, hetzelfde hieronder) Cast Tial Ally Ti-46,5al-2.5V-1.0CR (%), gesmolten met behulp van een koude smeltkroes-vacuüminductie-oven, teruggebracht 3 Nadat hij in een koperen schimmel had gegoten, werd een ingot van φ40 mm verkregen. Het 30 ° warmtebehandelde monster werd uit de ingot gesneden door een draadsnijmethode.
De warmtebehandelingstest werd uitgevoerd onder een vacuüm van 0,133 Pa. Het warmtebehandelingssysteem van gelijktijdig in de buurt van gamma-ng en fijne volledig lamellaire FFL werd verkregen met verwijzing naar een gegoten TI-46,5al-2.5V-1.0cr-legering [5, 6]. De tijd wordt genomen als 1150 ° C. × (48-168) H en 1370 ° C. × (5-10 min), respectievelijk.
Weefselwaarnemingen werden uitgevoerd onder gewone optica en lichtmicroscopen met gepolariseerd licht. Het metallurgische monster werd geëtst met (volumepercentage) 1% HF + 10% HNO3 + 89% H2O -oplossing.
2 Merk op dat de (99,8 ~ 99.5)% (Ti-46,5al-2.5V-1.0Cr)+(0,2 ~ 0,5)% Ni-legering een volledig peilbare full-korrelige structuur is met een bepaalde voorkeursoriëntatie. Ongeveer 500 tot 1500 μm. Na de 1150 ° C × 72H van de legering vond het voor de hand liggende continue segmentale grode fenomeen plaats. Na 144 uur isotherme behandeling werd de oorspronkelijke grove en inhomogene as-cast-microstructuur omgezet in een kleine, bijna uniforme, isometrische NG-structuur. De gemiddelde korrelgrootte is ongeveer 30 μm.
)
Giet (99,8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0,2 ~ 0,5) Ni (%) legeringen werden isotherm behandeld bij 1150 ° C gedurende 72 uur isotherme, en de lagen werden continu gesneden gedurende 144H isothermal. Uitgebreide isometrische organisatie.
Studies hebben aangetoond dat nikkel de rol speelt bij het uitbreiden van het γ-eenfase-gebied van titaniumlegering, waardoor (atomaire fractie) meer dan 0,5% van nikkel Ti-48al-legering in een eenfase-y-structuur kan maken. Waargenomen door de stadium 360 ° te roteren onder een 100x gepolariseerde lichtmicroscoop, leek een kleine hoeveelheid gelijktijdige α2 -korrels in de in deze studie verkregen NG -structuur duidelijk 4 heldere uitstervingsfenomenen. Kwalitatieve waarnemingen van de NG-microstructuur zonder nikkel-titanium-aluminiumlegering verkregen uit de literatuur tonen aan dat de hoeveelheid α2-fase in de nikkelbevattende legering Ng aanzienlijk minder is. Daarom kan de toevoeging van 0,2% tot 0,5% van nikkel de drijvende kracht voor α2 (of α) → γ -fase -transformatie van titaniumaluminiumlegering bij 1150 ° C, die de verbetering van de energievluctuatie in de lamellaire verhoogt, wat de energievluctuatie in de lamellaire in de lamellaire in de lamellaire in de lamelar wordt verhoogd. structuur. Het bevordert het optreden van discontinuïteit veroorzaakt door de laagstoornissen in de plystructuur. Deze relatief grote hoeveelheden tijd produceren een groter aantal in-slice eindpunten die effectief gesegmenteerde continue ruwheid van de lamellen bevorderen, waardoor nikkelbevattende titaniumaluminiumlegeringen worden gehomogeniseerd in een relatief eenvoudig warmtebehandelingsproces. Verfijning.
Uit het experiment bleek dat de titaniumlegering dunne laag full-thickness sheet de beste uitgebreide mechanische eigenschappen heeft. Daarom werd de verkregen NG-structuur 5 tot 10 minuten opnieuw verwarmd tot 1370 ° C en vervolgens afgekoeld om een fijne gelijkwaardig full-layer bladstructuur te verkrijgen (). De gemiddelde grootte van de laminaties was ongeveer 50 μm, iets kleiner dan die van de Cast Ti-46.5. AL-2.5V-1.0CR-legering verkregen in hetzelfde proces FFL Tissue Layer Sheet. Volgens het feit dat de laaggroep gelijkwaardig is en iets groter is dan de γ-korrelgrootte van de matrix NG-structuur, verschilt het formatiemechanisme van de FLI-structuur van de nikkel bevattende cast titaniumaluminiumlegering anders dan die van de titanium-aluminiumlegering FFL -structuur zonder nikkel. Hoge-temperatuur a-equiaxed korrels worden gevormd op de γ-fasematrix en groeien licht. Vervolgens worden ze tijdens het koelproces gekoeld tot de α + γ-fase en de γ-fase neerslaat in de a-korrel. Een gamma/alfa -lamellaire structuur wordt gevormd en vervolgens omgezet in een gamma/alpha2 lamellaire structuur tijdens het koelen tot kamertemperatuur.
Cast (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0,2 ~ 0,5) Ni (%) Legering Fine Full-Layer Sheet Microstructuur Morfologie.
tot slot
(1) Casting Ti-46,5al-2.5V-1.0cr-legering die 0,2% tot 0,5% (atomaire fractie) nikkel bevat, kan worden behandeld door een eenvoudiger 1150 ° C × 144H isothermische behandeling om de as-cast grove niet-uniform te maken lamellaire structuur. Verandert in een fijne, uniforme, gelijkwaardig in de buurt van de gamma -organisatie.
(2) De verkregen nabije gamma-structuur werd 5 tot 10 minuten opnieuw verwarmd tot 1370 ° C en vervolgens gekoeld om fijne gelijkwaardige plaatstructuren te verkrijgen.
