Rawatan haba aloi aluminium titanium cast nikel
2023-07-03
Ramai titanium-aluminium aloi penerbangan dan bahagian enjin automotif dibentuk menggunakan teknologi pemutus ketepatan. Rawatan haba adalah salah satu teknologi utama untuk meningkatkan struktur mikro aloi aluminium titanium cast.
Struktur mikrostruktur as-cast asal aloi aluminium cast umumnya adalah struktur lapisan γ-tIal/α2-TI3AL. Lamellae adalah kasar dan pengedaran saiz lamella dan orientasi tidak seragam. Rawatan haba suhu tinggi di zon fasa tunggal alfa dapat mencapai homogenisasi strukturnya. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh ketegangan struktur asal dan kesukaran mengawal pertumbuhan bijirin α-fasa pada suhu tinggi, laminates sepenuhnya-titanium-aluminium (FL) yang sepenuhnya berlapis-lapis biasanya masih mempunyai kumpulan lamellar tebal. Untuk meningkatkan kepekaan tegangan suhu bilik aloi aluminium titanium, mikrostruktur ketebalan penuh nipis aloi titanium cast berjaya diperoleh melalui proses rawatan haba yang pelbagai [5,6]. Proses ini termasuk homogenisasi 1 zon fasa tunggal alpha, berbasikal termal dari 2900 hingga 1150 ° C, rawatan isoterma pada 31150 ° C, dan 4 memanaskan semula rawatan isoterma masa yang singkat sedikit di atas suhu τα. Walau bagaimanapun, proses rawatan haba ini lebih rumit dan kitaran pemprosesan lebih lama, yang tidak kondusif untuk aplikasi kejuruteraan.
Dalam makalah ini, proses rawatan haba nikel-microalloyed cast Ti-46.5al-2.5v-1.0cr (peratus atom, sama di bawah) aloi telah dikaji, dan mikro-aloi nikel memudahkan homogenisasi dan penghalusan pelakon aloi titanium-aluminium. Mekanisme proses rawatan haba dan mekanisme pembentukan lembaran aloi titanium-aluminium yang halus telah dianalisis dan dibincangkan.
1 Bahan ujian adalah nikel yang mengandungi (0.2-0.5)% (peratus atom, sama di bawah) Cast tial aloi Ti-46.5al-2.5v-1.0cr (%), dicincang menggunakan relau induksi vakum yang sejuk, ditanggalkan 3 Selepas menuangkan acuan tembaga, ingot φ40 mm diperolehi. Spesimen yang dirawat haba 30 ° dipotong dari ingot dengan kaedah pemotongan dawai.
Ujian rawatan haba dilakukan di bawah vakum 0.133 pa. Sistem rawatan haba equiaxed berhampiran gamma-ng dan halus lamellar-ffl sepenuhnya diperolehi dengan merujuk kepada cast Ti-46.5al-2.5v-1.0cr aloi [5, 6]. Masa diambil sebagai 1150 ° C. × (48-168) H dan 1370 ° C. × (5-10 min), masing-masing.
Pemerhatian tisu dilakukan di bawah optik biasa dan mikroskop cahaya dengan cahaya terpolarisasi. Sampel metalurgi terukir dengan (peratusan jumlah) 1% HF + 10% HNO3 + 89% H2O larutan.
2 Perhatikan bahawa (99.8 ~ 99.5)% (Ti-46.5al-2.5v-1.0cr)+(0.2 ~ 0.5)% Ni aloi adalah struktur penuh sepenuhnya dengan orientasi pilihan tertentu. Kira -kira 500 hingga 1500 μm. Selepas 1150 ° C × 72h aloi, fenomena kasar segmental berterusan yang jelas berlaku. Selepas 144 jam rawatan isoterma, mikrostruktur AS-CAST yang kasar dan tidak masuk akal telah diubah menjadi struktur NG yang kecil, hampir seragam, isometrik. Saiz bijian purata adalah kira -kira 30 μm.
(99.8 ~ 99.5) (Ti-46.5al-2.5v-1.0cr)-(0.2 ~ 0.5) Ni (%) Alloy Asli Asal Mikrostruktur
Casting (99.8 ~ 99.5) (Ti-46.5al-2.5V-1.0cr)-(0.2 ~ 0.5) Ni (%) aloi dirawat secara isotermal pada 1150 ° C untuk 72h isoterma, dan lapisan terus dibahagikan untuk 144h isothermal. Organisasi Isometrik Komprehensif.
Kajian mendapati bahawa nikel mempunyai peranan memperluaskan rantau fasa γ tunggal aloi titanium, menambah (pecahan atom) lebih daripada 0.5% nikel boleh membuat aloi Ti-48AL menjadi struktur γ fasa tunggal. Diperhatikan dengan berputar tahap 360 ° di bawah mikroskop cahaya terpolarisasi 100x, sejumlah kecil bijirin α2 equiaxed dalam struktur NG yang diperolehi dalam kajian ini muncul jelas 4 fenomena kepupusan terang. Pemerhatian kualitatif mikrostruktur NG tanpa aloi nikel-titanium-aluminium yang diperoleh dari sastera menunjukkan bahawa jumlah fasa α2 dalam aloi yang mengandungi nikel NG adalah kurang. Oleh itu, secara kualitatif, penambahan 0.2% hingga 0.5% nikel dapat meningkatkan daya penggerak untuk α2 (atau α) → γ fasa transformasi aloi aluminium titanium pada 1150 ° C, yang meningkatkan peningkatan turun naik tenaga dalam lamellar struktur. Ia menggalakkan berlakunya ketidakpastian yang disebabkan oleh gangguan lapisan dalam struktur lapis. Jumlah masa yang agak besar ini menghasilkan lebih banyak titik akhir dalam-slice yang berkesan mempromosikan regangan yang berterusan dari lamellae, dengan itu membolehkan aloi aluminium titanium yang mengandungi nikel untuk homogenisasi dalam proses rawatan haba yang agak mudah. Penghalusan.
Eksperimen ini mendapati bahawa lembaran ketebalan penuh titanium aloi titanium mempunyai sifat mekanikal yang komprehensif yang terbaik. Oleh itu, struktur NG yang diperoleh telah dipanaskan semula hingga 1370 ° C selama 5 hingga 10 minit dan kemudian disejukkan untuk mendapatkan struktur lembaran penuh lapisan halus (). Saiz purata laminasi adalah kira-kira 50 μm, sedikit lebih kecil daripada pelakon Ti-46.5. Al-2.5v-1.0cr aloi yang diperolehi dalam proses lapisan tisu FFL yang sama. Mengikut fakta bahawa kumpulan lapisan adalah equiaxed dan sedikit lebih besar daripada saiz bijirin γ dari struktur matriks ng, mekanisme pembentukan struktur fli dari aloi aluminium titanium yang mengandungi nikel adalah berbeza dari aloi titanium-aluminium Struktur FFL tanpa nikel. Biji-bijian α-equiaxed suhu tinggi terbentuk pada matriks γ-fasa dan tumbuh sedikit. Kemudian mereka disejukkan semasa proses penyejukan ke fasa α + γ, dan γ-fasa mendahului dalam α-grain. Struktur lamellar gamma/alpha dibentuk dan kemudian ditukar kepada struktur lamellar gamma/alpha2 semasa penyejukan ke suhu bilik.
Cast (99.8 ~ 99.5) (Ti-46.5al-2.5v-1.0cr)-(0.2 ~ 0.5) Ni (%) Morfologi Mikrostruktur Lembaran penuh lapisan.
Kesimpulannya
(1) pemutus Ti-46.5al-2.5v-1.0cr aloi yang mengandungi 0.2% hingga 0.5% (pecahan atom) nikel boleh dirawat oleh rawatan isoterma 1150 ° C × 144h yang lebih mudah Struktur lamellar. Bertukar menjadi organisasi gamma yang halus, seragam, dan diselaraskan.
(2) Struktur gamma yang diperolehi telah dipanaskan semula hingga 1370 ° C selama 5 hingga 10 minit dan kemudian disejukkan untuk mendapatkan struktur lembaran penuh equiaxed.
