Utjecaj procesa vruće ekstruzije na mikrostrukturu i mehanička svojstva cijevi od legure titana TA15

Nominalni hemijski sastav legure titana TA15 je Ti-6.5AI-2Zr-1Mo-1V. To je legura alfa titanijuma koju je bivši Sovjetski Savez uspješno razvio sredinom{6}}. Naziv marke je BT20. Ova legura se trenutno koristi kao tipična skoro alfa legura titanijuma sa dve karakteristike. Srednja sobna temperatura, čvrstoća i visokotemperaturna čvrstoća fazne legure titanijuma su veće od onih legure Ti-6AL-4V, sa dobrom termičkom stabilnošću i performansama zavarivanja, većom specifičnom čvrstoćom, otpornošću na puzanje i korozijom otpor. Može se koristiti do 3000 sati u okruženju ispod 5500 stepeni. Zbog svoje dobre obradivosti, široko se izrađuje u ploče, šipke, otkovke, otkovke, cijevi, profile i druge proizvode. Široko se koristi u strukturnim dijelovima visokih performansi u području zrakoplovstva, tako da legura TA15 ima dobra svojstva na sobnoj temperaturi i također mora imati dobra svojstva pri visokim temperaturama. U ovom radu proučavana su mehanička svojstva ekstrudiranih cijevi od legure titana φ170mm×30nn×LTA15 oblikovanih različitim tehnikama vruće ekstruzije i obrade na različitim temperaturama. Sprovedene su analize i istraživanja mikrostrukture kako bi se analizirao utjecaj različitih procesa vruće ekstruzije i formirane prazne strukture cijevi na njena mehanička svojstva.

Pružiti teorijsku osnovu za proizvodni proces TA15 cijevi od legure titana.

1. Eksperimentalni materijali i metode

(1) Eksperimentalni materijali TA15 legura korišćena u eksperimentu je prvoklasni spužvasti Ti, industrijska čista AI žica i cirkonijumski čipovi, i glavna legura aluminijum-vanadij kao sirovine. Izvodi se u trostrukoj vakuumskoj potrošnoj elektrolučnoj peći. Specifikacija ingota je φ700mm×L. Tabela 1 je hemijski sastav legure.

（2）eksperimentalna metoda

Gredica je kovana 6 puta na hidrauličnoj preši od 3150t, a specifikacije gotovog proizvoda bile su φ220×650mm. Ekstrudirano je na hidrauličnoj presi od 315t. Temperature ekstruzije su bile 950 stepeni i 1050 stepeni, a vreme držanja 60 minuta. Specifikacije gotove prazne cijevi bile su: φ170mm×30mm×L. Koristite otpornu peć za 750 stepeni/2h, AC povratnu obradu, koristite žičanu EDM mašinu za rezanje metalografskih i zateznih uzoraka iz prazne cevi od legure i koristite HFHN03:H20 za koroziju 1:3:10 za analizu mikrostrukture i koristite OLYMPUSPMG3 Posmatrajte metalografskim mikroskopom, a uzorci na temperaturno zatezanje se vrše u skladu sa GB/T228.{19}}. Visokotemperaturni vlačni uzorci se izvode u skladu sa GB/T4338-2006. Temperature zateznog ispitivanja bile su 25 stepeni, 100 stepeni, 200 stepeni, 300 stepeni, 400 stepeni i 500 stepeni respektivno. Ispitivanje zatezanja je provedeno na TC-12-031 zateznoj mašini.

2.rezultati i analiza

（1）Analiza mikrostrukture pri različitim temperaturama vruće ekstruzije

Slika 1 prikazuje prividnu strukturu cijevi od legure TA15 φ17mm×30mm×L pod različitim temperaturama vrućeg istiskivanja. Temperatura grejanja od 950 stepeni je u gornjem delu dvofazne zone, a vreme zadržavanja je 60 minuta. Tkivo dobiveno nakon ekstruzije je izometrijsko. Dvofazna struktura + može se smatrati strukturom sa dva stanja, sa prosječnom debljinom od 14,5 μm do sada. U strukturi transformacije, letve su raspoređene u isprepletenom ili grupisanom obliku. Debljina lamela je oko 35 μm. Temperatura grejanja je 1050 stepeni, što spada u fazu. U zoni obrade vreme zadržavanja je 60 minuta. Struktura dobijena nakon ekstruzije je -obrađena struktura, koja je lamelarna struktura. Veličina početnih zrna je oko 445 μm, širina faze na granici zrna je oko 1,5 um, a debljina lamela raspoređenih po zrnima je 2,5 μm, a čini se da je lokalna faza široka oko 60 μm. Oblici su grupirani i raspoređeni jedan pored drugog u istom smjeru.

(2) Analiza performansi visokih temperatura pri različitim temperaturama vrućeg ekstrudiranja

Kao što je prikazano na slici, radi se o visokotemperaturnim mehaničkim svojstvima cijevi od legure TA15 φ17mm×30mm×L pod različitim temperaturnim uvjetima vruće ekstruzije. Kao što se može videti na slici 2, mehanička svojstva cevi od legure TA15 na sobnoj temperaturi su dobijena ekstruzijom na 950 stepeni, sa vlačnom čvrstoćom od 980MPa i izduženjem od 12,5%. Upoređujući gornju sliku, struktura sa dva stanja se dobija ekstruzijom na 950 stepeni. Njegova sobna temperatura i mehanička svojstva pri visokim temperaturama su niža od lamelarne strukture dobijene ekstruzijom na 1050 stepeni. Kao što se može vidjeti sa slike 2, kako se eksperimentalna temperatura povećava, vlačna čvrstoća i granica popuštanja dva stanja tkiva pokazuju očigledan trend pada. Usporedba pokazuje da je kriva zatezanja pri visokim temperaturama ekstrudirane cijevi od legure titana TA15 s dvostrukom strukturom strmija, dok je lamelarna struktura relativno nježna. To pokazuje da ekstruzija u faznom području ima veća mehanička svojstva pri visokim temperaturama.

Prikaz zaključka

Struktura cijevi od legure titana TA15 dobivena pri različitim temperaturama ekstruzije ima značajan utjecaj na njena mehanička svojstva pri visokim temperaturama. Visokotemperaturna mehanička svojstva lamelarne strukture cijevi od legure TA15 ekstrudirane u zoni beta faze su veća od onih kod dvofazne strukture s dva stanja.

Reference: Sha Aixue, Li Xingwu, Chu Junpeng. Uobičajeno žarenje legure titana TA15.

Rijetki metali 200327213-215 Cao Jingxia, Fang Bo, Huang Xu, itd.

Utjecaj mikrostrukture na mehanička svojstva legure titana TA15.

Rijetki metali 200428:362-364 Wang Bin, Guo Hongzhen, Yao Zekun, itd. Utjecaj parametara vrućeg presovanja na napon tečenja i mikrostrukturu legure TA15.

Forging Technology 2006;106-109 Zhang Jingyu, Yang Yanqing, Chen Yan, et al.

Utjecaj žarenja na strukturu i svojstva legure titana TA15.

Toplinska obrada metala 200328:46-48