Värmebehandling av nickelbärande gjutna titanaluminiumlegering
2023-07-03
Många titan-aluminiumlegeringsflyg och bilar av bilmotor formas med hjälp av precisionsgjutningsteknik. Värmebehandling är en av de viktigaste teknikerna för att förbättra mikrostrukturen för gjuten titanaluminiumlegering.
Den ursprungliga As-Cast-mikrostrukturen för gjuten titanaluminiumlegering är i allmänhet y-TIAL/a2-Ti3al-skiktstruktur. Lamellerna är grova och fördelningen av lamellstorleken och orienteringen är inte enhetlig. Högtemperaturvärmebehandlingen i alfa-enfaszonen kan uppnå homogenisering av dess struktur. På grund av den ursprungliga strukturen och svårigheten att kontrollera tillväxten av a-faskornen vid höga temperaturer har de helt laminerade helt titan-aluminiumlaminaten vanligtvis fortfarande tjocka lamellära grupper. För att förbättra rumstemperaturens dragplastisitet hos gjuten titanaluminiumlegering erhölls en tunn tunn av full tjocklek av gjuten titanlegering framgångsrikt genom en multipel värmebehandlingsprocess [5,6]. Processen inkluderar homogenisering av 1 alfa -enfaszon, termisk cykling från 2900 till 1150 ° C, isotermisk behandling vid 31150 ° C och 4 uppvärmning till en kort tid isotermisk behandling något över temperaturen på τα. Denna värmebehandlingsprocess är emellertid mer komplicerad och behandlingscykeln är längre, vilket inte är gynnsamt för tekniska tillämpningar.
I detta dokument var värmebehandlingsprocessen för nickel-mikrolättad gjuten TI-46.5AL-2.5V-1.0CR (atomprocent, samma nedan) legeringar, och mikro-legering av nickel förenklade nickelen för förenklade homogeniseringen och förfining av gjutningen av gjutningen Titan-aluminiumlegering. Mekanismen för värmebehandlingsprocessen och mekanismen för bildning av fin titan-aluminiumlegering av full tjocklek analyserades och diskuterades.
1 Testmaterialet är nickelinnehållande (0,2-0,5)% (atomprocent, samma nedan) gjuten Tial Alloy Ti-46.5AL-2.5V-1.0CR (%), smält med en kall kuddvakuuminduktionsugn, REMLEDT 3 Efter att ha hällts i en kopparform erhölls en göt av φ40 mm. Det 30 ° värmebehandlade provet skars från götet med en trådskärningsmetod.
Värmebehandlingstestet utfördes under ett vakuum av 0,133 Pa. Värmebehandlingssystemet för Equiaxed nära Gamma-NG och fin lamellär-FFL erhölls med hänvisning till en gjuten TI-46.5AL-2.5V-1.0CR-legering [5, 6]. Tiden tas som 1150 ° C (48-168) H respektive 1370 ° C (5-10 min).
Vävnadsobservationer utfördes under vanlig optik och ljusmikroskop med polariserat ljus. Det metallurgiska provet etsades med (volymprocent) 1% HF + 10% HNO3 + 89% H2O -lösning.
2 Observera att (99,8 ~ 99,5)% (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)+(0,2 ~ 0,5)% Ni-legering är en fullskiktad fullkornig struktur med en viss föredragen orientering. Cirka 500 till 1500 μm. Efter 1150 ° C × 72H i legeringen inträffade det uppenbara kontinuerliga segmentala grovfenomenet. Efter 144 timmars isotermisk behandling förvandlades den ursprungliga grova och inhomogena AS-gjutna mikrostrukturen till en liten, nästan enhetlig, isometrisk NG-struktur. Dess genomsnittliga kornstorlek är cirka 30 μm.
(99.8 ~ 99.5) (Ti-46.5Al-2.5V-1.0CR)-(0,2 ~ 0,5) Ni (%) Legering Original As-Cast Microstructure
Gjutning (99,8 ~ 99,5) (TI-46.5AL-2.5V-1,0CR)-(0,2 ~ 0,5) Ni (%) legeringar behandlades isotermiskt vid 1150 ° C för 72H isotermiska, och skikten sektionerade kontinuerligt för 144H isotermiska. Omfattande isometrisk organisation.
Studier har funnit att nickel har rollen att utvidga y-enfasregionen för titanlegering, och tillsats av (atomfraktion) mer än 0,5% av nickel kan göra TI-48AL-legering till en enfas-y-struktur. Observerad genom att rotera steget 360 ° under ett 100x polariserat ljusmikroskop, verkade en liten mängd ekviaxade a2 -korn i NG -strukturen erhållen i denna studie uppenbara 4 ljusa utrotningsfenomen. Kvalitativa observationer av NG-mikrostrukturen utan nickel-titan-aluminiumlegering erhållen från litteraturen visar att mängden a2-fas i nickelinnehållande legering NG är betydligt mindre. Därför kan tillägget av 0,2% till 0,5% av nickel kvalitativt sett öka drivkraften för a2 (eller a) → y -fastransformation av titanaluminiumlegering vid 1150 ° C, vilket ökar förbättringen av energifluktuationen i lamellaren strukturera. Det främjar förekomsten av diskontinuitet orsakad av skiktstörningen i skiktstrukturen. Dessa relativt stora mängder tid ger ett större antal slutpunkter i skivor som effektivt främjar segmenterad kontinuerlig grovning av lamellerna, vilket gör att nickelinnehållande titanaluminiumlegeringar skulle homogeniseras i en relativt enkel värmebehandlingsprocess. Förfining.
Experimentet fann att titanlegeringens tunnskikt i full tjocklek har de bästa omfattande mekaniska egenskaperna. Därför värmdes den erhållna NG-strukturen till 1370 ° C under 5 till 10 minuter och kyldes sedan för att erhålla en fin jämställdhet med fullskiktsark (). Medelstorleken på lamineringarna var cirka 50 μm, något mindre än den för gjutningen TI-46,5. AL-2.5V-1,0CR-legering erhållen i samma process FFL-vävnadsskiktblad. Enligt det faktum att skiktgruppen är likadant och något större än y-kornstorleken för matrisstrukturen, skiljer sig bildningsmekanismen för fli-strukturen hos den nickelinnehållande gjutna titanaluminiumlegeringen från titan-aluminumlegeringen FFL -struktur utan nickel. Högtemperatur a-jämlikade korn bildas på y-fasmatrisen och växer något. Sedan kyls de under kylningsprocessen till a + y-fasen, och y-fasen fälls ut i a-korn. En gamma/alfa -lamellstruktur bildas och omvandlas sedan till en gamma/alpha2 -lamellstruktur under kylning till rumstemperatur.
Gjutning (99,8 ~ 99,5) (TI-46.5AL-2.5V-1,0CR)-(0,2 ~ 0,5) Ni (%) legeringsfin fullskiktsarkmikrostrukturmorfologi.
Sammanfattningsvis
(1) Gjutning av TI-46.5AL-2.5V-1.0CR-legering innehållande 0,2% till 0,5% (atomfraktion) av nickel kan behandlas med en enklare 1150 ° C × 144H isotermisk behandling för att göra den cast grov ojämnhet som inte är enhetlig enhetlig lamellär struktur. Förvandlas till en fin, enhetlig, utjämnad nära Gamma -organisationen.
(2) Den erhållna nära gammastrukturen värmdes till 1370 ° C under 5 till 10 minuter och kyldes sedan för att erhålla fina jämlikade fullskiktsarkstrukturer.
