Istraživanje tehnologije toplotne obrade legura titana

Sažetak: tračna zavojnica titanijum-legure TA18 pripremljena konvencionalnim postupkom vrućeg kontinuiranog valjanja ima karakteristike tipične valjane mikrostrukture i očiglednu orijentaciju mikrostrukture, a njen rad ne može u potpunosti udovoljiti standardnim zahtjevima. Iz tog razloga, izvlačenjem iz iskustava izrade ploča, odabran je temperaturni opseg 600 ~ 800 for za tretman za žarenje vruće valjanih uzoraka titanijumskih legura debljine 7,0 mm, te utjecaj temperature žarenja i vremena zadržavanja na strukturu uzorka i rad je ispitan kako bi se optimizirao odgovarajući postupak toplinske obrade. Prema eksperimentalnim rezultatima, struktura i svojstva materijala nakon žarenja na 600 ℃ u osnovi su ista kao u stanju valjanog valjanja. S porastom temperature žarenja materijal se postepeno rekristalizira, a plastični indeks poboljšava. Među njima, bolja mehanička svojstva mogu se dobiti žarenjem na 750 ℃ × 60min / AC.

titanium bar

Uvod: zahvaljujući izvrsnoj otpornosti na koroziju i visokoj specifičnoj čvrstoći, leguri titana i titana široko se koriste u vazduhoplovstvu, hemijskoj industriji, elektroprivredi, medicinskom tretmanu, sportu i slobodno vrijeme i drugim poljima. Primjena marke, pored čistog titanijuma, raznovrsne primjene legura titana niske, srednje i visoke čvrstoće imaju određeni udio primjene, legura titanijuma TA18 jedna je od njih. TA18 legura titanijuma ima odgovarajuću marku gr.9 po ASTMB265 standardu. To je vrsta legura titanijuma umjerene čvrstoće. U Kini je poznat i kao polovina TC4. U ovom istraživanju, kao sirovina korišten je toplotni valjak trake od legura titanijuma, a utjecaj sistema toplinske obrade na njegovu strukturu i performanse proučavan je pozivajući se na iskustvo proizvodnje ploča i cijevi, kako bi se odredila odgovarajuća toplinska obrada procesa, tako da se omogući referenca za industrijsku proizvodnju.


Eksperiment 1

1.1 Izbor eksperimentalnih materijala

TA18 ingoti od legure titanijuma dobiveni trodijelnim topljenjem luka. Nakon kovanja i vrućeg kontinuiranog valjanja, dobiven je lijevani ingot debljine 7,0 mm i njegovih mikrostruktura i mehaničkih svojstava. Tipična struktura valjanja legura titanijuma TA18 dobijena je nakon valjanja. Vruće valjana legura titanijuma TA18 ima visoku čvrstoću zavojnice, različite uzdužne i poprečne performanse, nisku uzdužnu čvrstoću i visoku plastičnost, među kojima indeks poprečne plastičnosti ne ispunjava zahteve ASTMB265 standarda (uzdužni ≥12% i poprečni ≥8%).


1.2 Termička obrada

Za toplinsku obradu korišten je mukalni peć Fr-1236, a preciznost peći za kontrolu temperature bila je ± 5 ℃. Nakon što je vruće valjana traka od legura titanijuma odvratna i uzorkovana, termička obrada izvršena je na 600, 650, 700, 750 i 800 ℃. Vrijeme zadržavanja bilo je 30min i izvršeno je hlađenje zraka. Metalografskim mikroskopom su opažena mikrostruktura i mehanička svojstva termički obrađenih uzoraka. Prema rezultatima ispitivanja, odabrana je odgovarajuća temperatura toplinske obrade, a uzorci su držani na toj temperaturi 30, 60 i 120min, a potom zračnim hlađenjem. Zapaženo je mikrostruktura i mehanička svojstva uzoraka nakon termičke obrade.


2 Rezultati i diskusija

2.1 Uticaj temperature toplotne obrade na strukturu i performanse

Mikrostruktura i mehanička svojstva uzoraka svitaka titanijumskih legura TA18 nakon hlađenja na 600, 650, 700, 750 i 800 ℃ u trajanju od 30 minuta. Kada je temperatura žarenja 600 ℃, mikrostruktura uzorka je u osnovi ista kao u stanju vrućeg valjanja. S porastom temperature došlo je do prijelaza oporavka i prekristalizacije. Na 650 ℃, uzdužno tkivo je pokazalo karakteristike oporavka, a poprečno tkivo je pokazalo sitna zrna rekristalizacije. Kada se temperatura dodatno poveća na 750 ℃, uzdužna struktura se prekristalizira, a zrno postepeno raste u poprečnoj strukturi. Kada je temperatura dosegla 800 ℃, horizontalna i vertikalna zrna su dodatno rasla i počela da pokazuju neravnomjeran rast. Istovremeno, s porastom temperature, plastičnost uzorka postepeno se povećavala, a čvrstoća se postepeno smanjivala.


2.2 Uticaj vremena zadržavanja na organizaciju i performanse

Prema ispitivanju termičke obrade, pogodna temperatura žarenja je 750 ℃. Mikrostruktura i mehanička svojstva uzoraka svitaka od legure titanijuma TA18 dobiveni su nakon izolacije od 60 i 120 min na 750 ℃. Kada je vrijeme držanja 60min, zrno je fino i ujednačeno, a plastičnost materijala dostiže visoku razinu. Kada se vrijeme držanja povećalo na 120 min, veličina zrna je bila gruba i nejednaka, a produženje se smanjivalo.


3 Zaključak

(1) Kada je vrijeme žarenja 30 min, s porastom temperature žarenja, zavojnica od titanove legure TA18 pojavljuje se poprečna rekristalizacija tkiva na 650 ℃ i uzdužna rekristalizacija tkiva na 700 ℃. Veličina zrna povećava se s povećanjem temperature. (2) Vruća valjana traka od legura od titanijuma TA18 može se termički obraditi na 750 60 × 60min / AC da bi se dobila bolja mehanička svojstva.