Einfluss der Prozessparameter des heißisostatischen Pressens auf die Organisation und die Eigenschaften der Titanlegierung TA15

Die Titanlegierung TA15 ist eine Art hochaluminiumäquivalente Nahe-Alpha-Titanlegierung, die von China unabhängig entwickelt wurde und für den Langzeitbetrieb bei 540 Grad verwendet werden kann. Seine nominelle Zusammensetzung ist Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V. Die Legierung weist eine hervorragende Kriechfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißleistung auf und wird häufig bei der Herstellung von Strukturteilen für verschiedene Arten von Flugzeugen, Triebwerken und Flugkörpern verwendet. Die heißisostatische Presstechnologie der Pulvermetallurgie kann die integrierte Formung von Titanlegierungen realisieren, deren feine Kristalle und keine Entmischungseigenschaften dazu führen können, dass die Teile hervorragende Organisationseigenschaften erhalten, um Schmelzen und Gießen, offenes Knüppelschmieden und andere energiereiche Prozesse zu vermeiden Durch endkonturnahes Formen kann die Ausnutzungsrate von Titanlegierungen erheblich verbessert werden.

Die Forschung zum heißisostatischen Pressen von TA15-Titanlegierungen konzentriert sich hauptsächlich auf zwei Aspekte: Einerseits als Mittel zur Beseitigung der inneren metallurgischen Defekte beim Gießen der TA15-Legierung, die Untersuchung unterschiedlicher heißisostatischer Presszustände der ZTA15-Legierungseigenschaften und die Organisation des Gesetzes von ändern; andererseits die Verwendung der pulvermetallurgischen Methode zur Herstellung von TA15-Legierungen, TA15-Pulver-Titanlegierungen durch heißisostatisches Pressverfahren, die Untersuchung der Organisationsentwicklung und der Leistungsänderungen. Die Untersuchung der Organisationsentwicklung und der Leistungsänderungen. Derzeit gibt es nur wenige Berichte über die systematische Untersuchung der Auswirkungen der Parameter des heißisostatischen Pressens auf die Organisation und die Eigenschaften.

In dieser Studie wird die Methode der kontrollierten Variablen verwendet, um heißisostatische Hochtemperatur- und Hochdruckpresstests an TA15-Titanlegierungspulvern desselben Partikelgrößenbereichs durchzuführen, wobei unterschiedliche thermische Kopplungsbelastungstemperaturen, Haltezeiten und Druckwerte ausgewählt werden Charakterisierung der Mikrostruktur der Legierungen und Bestimmung der durchschnittlichen Korngröße, um die Auswirkungen der Temperatur- und Druckkopplung auf die Entwicklung der Mikrostruktur und die Eigenschaften von Titanlegierungspulvern zu ermitteln und um die Ergebnisse der Entwicklung der Mikrostruktur und der Eigenschaften der Pulver bei verschiedenen Temperaturen zu erhalten , Drücke und Haltezeiten. Die Entwicklung der Mikrostruktur und die Leistungskurven der pulverförmigen Titanlegierung unter verschiedenen Temperatur-, Druck- und Haltezeitbedingungen werden ermittelt, um als Referenz für die Entwicklung heißisostatisch geformter Teile aus der TA15-Legierung für Luft- und Raumfahrtanwendungen zu dienen.

Es wird das ursprüngliche kugelförmige zerstäubte TA15-Titanlegierungspulver verwendet, die spezifische Zusammensetzung ist in Tabelle 1 aufgeführt, die Sphärizität ist größer oder gleich 99 % und es wird eine Kohlenstoffstahlhülse mit einer Größe von ϕ60 verwendet. mm×100mm, das Pulver wird gleichmäßig in die Hülse aus Kohlenstoffstahl gefüllt, und die zylindrische Hülse wird versiegelt, die Heiztemperatur der Dichtungsschweißung beträgt 600 Grad und das Vakuum wird auf {{6 }}Pa. Die dichtgeschweißte Hülse wird dem Presstest in einem heißisostatischen Pressofen unterzogen und die Temperatur, die Haltezeit, der Druck und drei Sätze von Testbedingungen, wie Temperatur, Druck und Haltezeit, werden jeweils bestimmt. Nach dem Versiegeln und Schweißen wurde die Hülle im heißisostatischen Pressofen gepresst und der Test anhand von Temperatur, Haltezeit, Druck und drei Parametersätzen durchgeführt: (1) Die Temperatur wurde auf 910 Grad, 930 Grad und 950 Grad eingestellt Grad, die Zeit betrug 180 Minuten und der Druck betrug 130 MPa; (2) der Druck wurde auf 110 Grad, 130 Grad und 150 MPa eingestellt und die Zeit betrug 180 Minuten; (3) Die Zeit wurde auf 90 Grad, 180 Minuten und 240 Minuten eingestellt, die Temperatur wurde auf 930 Grad eingestellt und der Druck betrug 130 MPa. Das JSM-6630LV-Rasterelektronenmikroskop wurde verwendet, um die Mikrostruktur und Morphologie der TA15-Legierung zu beobachten und zu charakterisieren. Die Statistiken und Analysen des Lamellenabstands und des gleichachsigen Korngehalts wurden über die IPP-Software sowie der mechanischen Eigenschaften durchgeführt Die Proben wurden mit dem mechanischen Prüfgerät 5887-E2-GE mit einer Last von mehr als 500 N und einer Zuggeschwindigkeit von 0,{30}},5 mm/min getestet, und die Testergebnisse wurden von fünf entnommen Proben mit einer Last von mehr als 500 N und einer Zuggeschwindigkeit von 0,45-4,5 mm/min. Die Testergebnisse wurden an fünf Proben mit einer Last von mehr als 500 N ermittelt. Die Testergebnisse wurden über 5 Proben gemittelt.
Abschluss

(1) Die Zugfestigkeit und die Streckgrenze der TA15-Legierung zeigen mit zunehmendem Ofendruck, Haltezeit und Temperatur eine Veränderung, die zunächst zunimmt und dann abnimmt, während die Dehnung und Querschnittsschrumpfung mit zunehmender Temperatur abnimmt und dann zunimmt Druck und Zeit und nimmt mit steigender Temperatur ab.

(2) Wenn das heißisostatische Pressverfahren 930 Grad × 130 MPa × 3 Stunden beträgt, ist die TA15-Legierung eine typische Netzkorborganisation mit geringem Anteil an Lamellenabständen und gleichachsigen Körnern sowie den mechanischen Eigenschaften des aus der TA15-Legierung erhaltenen Knüppels bei Raumtemperatur kann das Niveau homogener Schmiedestücke erreichen, mit einem durchschnittlichen Wert der Zugfestigkeit von bis zu 952,3 MPa, einem durchschnittlichen Wert der Dehnung von bis zu 17,1 % und einer Streckgrenze von 866,3 MPa, mit einer Querschnittsschrumpfung von 47,9 %. Der Durchschnittswert der Zugfestigkeit beträgt bis zu 952,3 MPa, der Durchschnittswert der Dehnung beträgt bis zu 17,1 %, die Streckgrenze beträgt 866,3 MPa und die Querschnittsschrumpfung beträgt 47,9 %.