Perlakuan panas paduan aluminium titanium cast nikel
2023-07-03
Banyak penerbangan titanium-aluminium paduan dan bagian mesin otomotif dicetak menggunakan teknologi casting presisi. Perlakuan panas adalah salah satu teknologi utama untuk meningkatkan struktur mikro dari paduan aluminium titanium cor.
Struktur mikro-cast asli dari paduan titanium aluminium cor umumnya adalah struktur lapisan γ-tial/α2-ti3al. Lamellae kasar dan distribusi ukuran dan orientasi lamella tidak seragam. Perlakuan panas suhu tinggi di zona fase tunggal alfa dapat mencapai homogenisasi strukturnya. Namun, karena kekasaran struktur asli dan kesulitan dalam mengendalikan pertumbuhan butiran fase α pada suhu tinggi, laminasi sepenuhnya sepenuhnya-titanium-aluminium (FL) biasanya masih memiliki gugus lamelar tebal. Untuk meningkatkan plastisitas tarik tarik suhu kamar dari paduan aluminium titanium cor, mikrostruktur tipis dari paduan titanium cor berhasil diperoleh melalui proses perlakuan panas berganda [5,6]. Proses ini mencakup homogenisasi 1 zona fase tunggal alfa, siklus termal dari 2900 hingga 1150 ° C, perlakuan isotermal pada 31150 ° C, dan 4 pemanasan kembali ke pengobatan isotermal waktu singkat sedikit di atas suhu τα. Namun, proses perlakuan panas ini lebih rumit dan siklus pemrosesan lebih lama, yang tidak kondusif untuk aplikasi rekayasa.
Dalam makalah ini, proses perlakuan panas dari cor microalloyed nikel Ti-46.5al-2.5v-1.0cr (persen atom, sama di bawah) paduan dipelajari, dan mikro-alloying nikel menyederhanakan homogenisasi dan penyempurnaan gips Paduan Titanium-Aluminium. Mekanisme proses perlakuan panas dan mekanisme pembentukan lembaran paduan titanium-aluminium yang halus dianalisis dan dibahas.
1 Bahan uji yang mengandung nikel (0,2-0,5)% (persen atom, sama di bawah) cast tial alloy ti-46.5al-2.5v-1.0cr (%), dilebur menggunakan tungku induksi vakum wadah dingin, dilembabkan 3 Setelah menuangkan ke cetakan tembaga, ingot φ40 mm diperoleh. Spesimen yang diolah dengan pemanasan 30 ° dipotong dari ingot dengan metode pemotongan kawat.
Tes perlakuan panas dilakukan di bawah vakum 0,133 pa. Sistem perlakuan panas dari Equiaxed dekat Gamma-Ng dan Fine sepenuhnya lamellar-FFL diperoleh dengan mengacu pada cast Ti-46.5al-2.5v-1.0cr paduan [5, 5, 6]. Waktu diambil sebagai 1150 ° C. × (48-168) H dan 1370 ° C. × (5-10 menit), masing-masing.
Pengamatan jaringan dilakukan di bawah optik biasa dan mikroskop cahaya dengan cahaya terpolarisasi. Sampel metalurgi diukir dengan (persentase volume) 1% HF + 10% HNO3 + 89% Solusi H2O.
2 Perhatikan bahwa (99,8 ~ 99,5)% (TI-46.5al-2.5V-1.0cr)+(0,2 ~ 0,5)% Paduan Ni adalah struktur berbutir penuh sepenuhnya dengan orientasi yang disukai. Sekitar 500 hingga 1500 μm. Setelah 1150 ° C × 72 jam dari paduan, terjadi fenomena kasar segmental kontinu yang jelas. Setelah 144 jam perlakuan isotermal, mikrostruktur as-cast kasar dan tidak homogen diubah menjadi struktur NG isometrik yang kecil, hampir seragam,. Ukuran butir rata -rata sekitar 30 μm.
(99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0.2 ~ 0.5) Ni (%) Alloy Asli Asstruktur As asli As-Cast
Casting (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0,2 ~ 0,5) Paduan Ni (%) diperlakukan secara isotermal pada 1150 ° C selama 72 jam isotermal, dan lapisannya secara terus-menerus dibagi untuk isotermal 144 jam. Organisasi isometrik yang komprehensif.
Studi telah menemukan bahwa nikel memiliki peran memperluas wilayah fase tunggal paduan titanium, menambahkan (fraksi atom) lebih dari 0,5% nikel dapat membuat paduan TI-48al menjadi struktur γ fase tunggal. Diamati dengan memutar tahap 360 ° di bawah mikroskop cahaya terpolarisasi 100x, sejumlah kecil butir α2 yang diseimbangkan dalam struktur NG yang diperoleh dalam penelitian ini tampak jelas 4 fenomena kepunahan cerah. Pengamatan kualitatif dari struktur mikro NG tanpa paduan nikel-titanium-aluminium yang diperoleh dari literatur menunjukkan bahwa jumlah fase α2 dalam paduan yang mengandung nikel NG secara signifikan lebih sedikit. Oleh karena itu, secara kualitatif, penambahan 0,2% hingga 0,5% nikel dapat meningkatkan kekuatan pendorong untuk transformasi fase aluminium α2 (atau α) → γ dari aluminium titanium pada 1150 ° C, yang meningkatkan peningkatan fluktuasi energi pada lamelar struktur. Ini mempromosikan terjadinya diskontinuitas yang disebabkan oleh gangguan lapisan dalam struktur ply. Sejumlah besar waktu yang relatif besar ini menghasilkan lebih banyak titik akhir in-slice yang secara efektif mempromosikan pengupasan lamella yang terus menerus tersegmentasi, sehingga memungkinkan paduan aluminium titanium yang mengandung nikel untuk dihomogenisasi dalam proses perlakuan panas yang relatif sederhana. Perbaikan.
Eksperimen menemukan bahwa lembar ketebalan penuh-lapisan tipis titanium memiliki sifat mekanik komprehensif terbaik. Oleh karena itu, struktur NG yang diperoleh dipanaskan kembali hingga 1370 ° C selama 5 hingga 10 menit dan kemudian didinginkan untuk mendapatkan struktur lembar lapisan penuh yang diseimbangkan halus (). Ukuran rata-rata laminasi adalah sekitar 50 μm, sedikit lebih kecil dari pada ti-46.5. Paduan AL-2.5V-1.0CR yang diperoleh dalam proses yang sama Lembar Lapisan Jaringan FFL. Menurut fakta bahwa gugus lapisan diseimbangkan dan sedikit lebih besar dari ukuran butir γ dari struktur matriks ng, mekanisme pembentukan struktur FLI dari paduan aluminium titanium yang mengandung nikel berbeda dari paduan titanium-aluminium titanium Struktur FFL tanpa nikel. Butir α-equiaxed suhu tinggi terbentuk pada matriks fase γ dan tumbuh sedikit. Kemudian mereka didinginkan selama proses pendinginan ke fase α + γ, dan fase γ endapan dalam butiran α. Struktur lamellar gamma/alfa terbentuk dan kemudian dikonversi menjadi struktur lamelar gamma/alpha2 selama pendinginan hingga suhu kamar.
Cast (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0,2 ~ 0,5) Ni (%) Alloy Fine Full-Layer Microstructure Morfologi.
Kesimpulannya
(1) Casting TI-46.5AL-2.5V-1.0CR Paduan yang mengandung 0,2% hingga 0,5% (fraksi atom) dari nikel dapat diobati dengan pengobatan isotermal 1150 ° C × 144H yang lebih sederhana untuk membuat as-cast non-seragam kasar as-cast as-cast kasar as-cast as-cast as-cast as-cast as-cast as-cast kasar as Struktur lamellar. Berubah menjadi organisasi Gamma yang halus, seragam, diseimbangkan.
(2) Struktur gamma yang diperoleh di dekat dipanaskan kembali hingga 1370 ° C selama 5 hingga 10 menit dan kemudian didinginkan untuk mendapatkan struktur lembaran lapis penuh ekuiax yang halus.
