Hitavélræn vinnslutækni fyrir -títan málmblöndur

-títan málmblöndur eru orðnar einn af heitum rannsóknarreitum í títan álefnum vegna framúrskarandi heitrar og köldu vinnsluhæfni þeirra, stillanlegra vélrænna eiginleika og stöðugleika yfir breitt hitastig. Samsett plastaflögun og hitameðferð, hitameðhöndlun (TMP) getur í raun fínstillt örbyggingu -títan málmblöndur fyrir nákvæman tæknilegan stuðning. há-afkastanotkun -títan málmblöndur.

 

 

Greining á eiginleikum Beta Títan málmblöndur

 

 

Kjarninn liggur í samverkandi áhrifum „aflögunar-framkallaðrar örbyggingarþróunar“ og „hitameðferðar-stýrðs úrkomufasa“, sem stjórnar nákvæmlega hegðun kristalgalla við aflögun og fasabreytingar/úrkomuferli við hitameðferð til að hámarka örbyggingu og eiginleika efnisins.

 

1.Aflögun-Auðgun kristalsgalla og kornfágun

Plastaflögun myndar mikinn fjölda færslur í -títan málmblöndur. Með aukningu á aflögunarmagni myndar losunarhringur og flæking undirbyggingar, sem eru betrumbætt í jafnása undirkorn eða endurkristölluð korn með kraftmikilli endurheimt/endurkristöllun. Fínkorn geta bætt styrk með því að styrkja kornmörk og draga úr streitustyrk til að auka seigleika (fín-kornstyrkjandi áhrif). Aflögunarhitastigið ákvarðar formgerð smábyggingarinnar: aflögun á -fasasvæðinu hefur tilhneigingu til að fá einsleit og fín korn, en aflögun á + tvífasa-fasa svæðinu myndar flókna, fágaða tvífasabyggingu.

 

2.Samvirk stjórnun á fasabreytingum og úrkomustigum

Með því að stjórna kælihraða og öldrunarferli er umbreytingu -fasa í -fasa og ω-fasa stjórnað:

-áfanginn er helsti styrkingaráfanginn. Kristalgallar sem myndast við aflögun mynda kjarnastaði, sem gerir það kleift að falla út í dreifðu og fínu formi, sem hindrar hreyfingar frá liðskipti til að styrkja úrkomu. Lág-hitaöldrun myndar nál/laga -fasa, en há-öldrun myndar kúlulaga -fasa (jafnvægisstyrkur og seigja).

Þrátt fyrir að ω--fasinn bæti styrkleika verulega, dregur hann verulega úr hörku, svo það er nauðsynlegt að forðast eða hindra það með því að stjórna kælihraða og álblöndu.

 

3.Álagsslökun og hagræðing á örbyggingarstöðugleika

Upphitunarferlið hitameðferðar stuðlar að atómdreifingu, gerir sér grein fyrir útrýmingu losunar og brotthvarfs afgangsstreitu, sem forðast aflögun og sprungur við síðari vinnslu/þjónustu. Það kemur jafnvægi á aflögun-fínkorna-byggingarinnar, bætir hitastöðugleika þess og kemur í veg fyrir kornvöxt við háan-hitaþjónustu. Þessi áhrif leyfa vinnsluafköst efnisins, víddarstöðugleika og endingartíma, sem gerir það hentugt fyrir háan-hita og mikla-vinnuskilyrði eins og loftrými.

 

 

1.Core Process Routes

Aflögun á -fasasvæði + öldrun: Hitaðu að -fasasvæðinu (50-150 gráður yfir -transus hitastigi), afmyndaðu, kældu síðan hratt niður í stofuhita og framkvæmdu öldrunarmeðferð. Þetta ferli fær einsleitt hreinsað korn og dreifða -fasa og hentar fyrir byggingarhluta með miklum-styrk og hörku.

 

Aflögun á + tvífasa svæði + öldrun: Hita upp í + tvífasa svæði (milli -transus hitastigs og stofuhita), aflögun til að betrumbæta uppbyggingu í gegnum tvífasa viðmótið og eldast eftir kælingu. Það hefur bæði mikinn styrk og framúrskarandi þreytuafköst og er hentugur fyrir -þreytuhlaðna íhluti eins og flugvélablöð.

Fyrir málmblöndur með sérstakar kröfur er hægt að nota samsett ferli eins og aflögunar-þrepöldrun og jafnhita varmavélræna vinnslu til að hámarka afköst.

 

2.Key Process Parameter Control

• Aflögunarhitastig (Aðalfæribreyta)

-fasasvæði: Stýrt við -transus +50 gráðu ~ -transus +100 gráðu til að tryggja kraftmikla endurkristöllun og kornfágun;

+ tvöfalt-fasa svæði: -transus -50 gráður ~ -transus -100 gráður, halda 10%-30% -fasa til að betrumbæta uppbyggingu með tvífasa samvirkni;

Lykilatriði: Of hár hiti leiðir til að korn grófst, en of lágt hitastig eykur aflögunarþol og hefur tilhneigingu til að valda sprungum.

 

• Aflögun Magn og hlutfall

Magn aflögunar: 30%-70%. Of mikil aflögun er viðkvæm fyrir sprungum, en of lítil aflögun er erfitt að betrumbæta uppbygginguna;

Aflögunarhraði: Miðlungs-lágur hraði (0,1-10 s⁻¹) til að forðast kornvöxt af völdum hitaleysis; fyrir málmblöndur sem erfitt er að afmynda, er hægt að lækka hraðann eða taka upp aflögun í skrefum.

 

• Kælihraði og öldrunarfæribreytur

Kæling: Hröð kæling (vatnskæling/olíukæling) til að fá yfirmettaða fasta lausn, sem leggur grunninn að styrkingu öldrunar; of hæg kæling mun draga úr styrkleika;

Öldrun: Lágt hitastig (350-450 gráður, 1-4klst.) myndar fína nállaga -fasa með verulega styrkjandi áhrif; miðlungs-hár hiti (450-600 gráður, 4-8 klst.) fær kúlulaga/stutt stangalíka fasa, jafnvægisstyrk og hörku; loftkæling eftir öldrun er nægjanleg til að koma í veg fyrir afgangs streitu.

 

 

 

Ítarleg fasamynd yfir títanálfasamsetningu á móti styrkleika -stöðugleikaþátta og hitastigs

 

 

Samanburðarvídd	Hár-stöðugleiki -títan málmblöndur	Miðlungs-Stöðugleiki -Títan málmblöndur	Lítil-stöðugleiki -títan málmblöndur
Fulltrúi málmblöndur	Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, Ti-10V-2Fe-3Al	Ti-6Al-4V ELI, Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr	Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr, Ti-2Al-1,5Mn
Kjarna einkenni	Mikið innihald -stöðugleikaþátta, viðhalda stöðugum -fasa við stofuhita og -fasa er erfitt að fella út	Hóflegt innihald -stöðugleikaþátta, með bæði góða aflögunarhæfni og fasabreytingarvirkni, mest notað	Lítið innihald -stöðugleikaþátta, lélegur -fasastöðugleiki og tilhneigingu til → fasabreytinga við stofuhita
Svarkerfi við TMP	Aflögun á -fasasvæði nær kraftmikilli endurkristöllun (fínkorna) og öldrun við 500-650 gráður fellur út lítið magn af dreifðum -fasa og TiAl efnasamböndum, með samverkandi styrkingu "aflögunar + öldrun"	Aflögun á + tvíþættum-fasasvæði krefur -fasa og auðgar -fasaskiptingar; eftir hraða kælingu + öldrun, fellur út mikill fjöldi dreifðra nála/lamelllaga -fasa, með samverkandi fínum-kornastyrkingu og úrkomustyrkingu	Kristalgallar sem koma fram vegna aflögunar flýta fyrir fasabreytingu og mikill fjöldi -fasa getur fallið út með loftkælingu án frekari öldrunarmeðferðar