Einfluss des Titanschmiedens auf die Eigenschaften und die Organisation von TC4-Titanstäben und Titanlegierungsstäben
Mar 14, 2024
Die TC4-Titanlegierung ist eine im In- und Ausland weit verbreitete Titanlegierung vom Typ A +. Aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit, guten Korrosionsbeständigkeit und überlegenen Gesamtleistung wird sie häufig in der Luft- und Raumfahrt, im chemischen Maschinenbau, in der Pharmatechnik und in anderen Branchen eingesetzt. TC4-Titan Zu den häufigsten Legierungsdefekten gehören die Entmischung und Einschlüsse von Legierungselementen, die Gussorganisation der Rückstände, eine spröde Schicht, eine Wasserstoffversprödung sowie Spröd- und Schmiederisse. China begann im Zeitraum des „Zehnten Fünfjahresplans“ mit der unabhängigen Forschung und Entwicklung einer mittelfesten Titanlegierung mit hoher Schadenstoleranz , mit höherer Bruchzähigkeit und Rissbeständigkeit zur Erweiterung der Fähigkeit, in unserem Land vier Generationen von Flugzeugen, Flugzeugen und anderen wichtigen Modellen der wichtigsten tragenden Komponenten weit verbreitet zu sein. Mittels Zweiphasen-Zonenglühen, Zweiphasen-Zonen-Mischkristall + Alterung, Einphasen-Zonen-Mischkristall + Alterungswärmebehandlungsprozess wurde die Auswirkung verschiedener Wärmebehandlungsprozesse auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften von TC4-Titanlegierungsstäben untersucht um einen Wärmebehandlungsprozess zu erhalten, der der Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit der Legierung am besten entspricht.
(1) TC4-Titanlegierung im Zweiphasenbereich der gewöhnlichen Glüh- und Rekristallisationsglühbehandlung tritt nach der Rekristallisation auf, die a-Phasengröße nimmt zu und je höher die Glühtemperatur, desto langsamer die Abkühlgeschwindigkeit, desto vollständiger rekristallisiert und Es kommt zu einem Wachstum der A-Phasen-Aggregation, was zu einer deutlichen Abnahme der Festigkeit der Legierung und einer Erhöhung der Plastizität führt.
(2) Im Zweiphasenbereich feste Lösung + Alterungsbehandlung, um die bimodale Organisation zu erhalten, mit steigender Alterungstemperatur nimmt der sekundäre a-Phasengehalt ab, die a-Schichtgröße nimmt zu, die Festigkeit und Bruchzähigkeit der Legierung nimmt ab, die Plastizität nimmt ab verbessert wird. Und wenn die Abkühlgeschwindigkeit während der festen Lösung erhöht wird, ist die beim Altern erzeugte sekundäre lamellare A-Phase feiner, was zu einer Erhöhung der Festigkeit und einer Verringerung der Plastizität und Bruchzähigkeit der Legierung führt.
(3) Bei der Einphasenzonen-Wasserkühlung mit fester Lösung, um eine martensitische Organisation zu erhalten, gefolgt von einer Alterungsbehandlung, verschlechtert sich die Plastizität der Legierung stark und es kommt zu Sprödbrüchen. Und wenn die Alterungstemperatur steigt, verdicken sich die Lamellen, aber die Ausfällung des sekundären A-Phasen-Gehalts nimmt ab, und die Festigkeit und Bruchzähigkeit der Titanstäbe aus Titanlegierungen nehmen ab. In der einphasigen Zone wird durch Luftkühlung mit fester Lösung zur Erzielung der Weiss-Organisation und anschließender Hochtemperatur-Alterungsbehandlung die Dicke der Lamellen weiter erhöht und der Grad der chaotischen Verflechtung verringert, was zu einer Verringerung der Festigkeit, Plastizität und des Bruchs führt Zähigkeit wird verbessert.
(4) TC4-Titanlegierungsstangen können durch eine Wärmebehandlung bei 950 °C/1 Std./WQ+550C/6 Std./AC die Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit der Optimierung der Übereinstimmung realisieren, um so hervorragende umfassende mechanische Eigenschaften zu erhalten.
Der Prozess zum Umschmieden von Ringstücken aus TC4-Titanstäben erfolgt bei 950 Grad, zweimaligem Erhitzen, Schmieden zu Kuchenmaterial, Aufweiten des Kuchenmaterials zu Ringmaterial. Die Mängel können auf einen unsachgemäßen Umschmiedeprozess zurückzuführen sein, der durch Risse verursacht wurde, können aber auch darauf zurückzuführen sein Der Stab selbst weist metallurgische Defekte wie Einschlüsse, Segregationen, Porosität usw. auf, und im anschließenden Umschmiedeprozess entstehen metallurgische Defekte, die durch Risse verursacht werden. Durch theoretische Berechnungen wird der Schluss gezogen, dass das Design dieser Laufstegvorrichtung für computergesteuerte Flachstrickmaschinen vollständig den theoretischen Designanforderungen entspricht. Daher hat der Autor diesen Vorrichtungssatz in Form von Sachleistungen hergestellt und wird zur tatsächlichen Verarbeitungsüberprüfung in die Werkbank des hochpräzisen CNC-Bearbeitungszentrums Vcentei-70 eingebaut. Anschließend werden die bearbeiteten Teile der Brücke an die Drei-Koordinaten-Messmaschine übergeben, um die Genauigkeit der Messung der beiden Winkel mit einem Winkelfehler im Bereich von 0,2 Grad ~ 0,6 Grad gemäß den technischen Anforderungen zu gewährleisten. Da mit diesem Vorrichtungssatz die Verarbeitungspositionierung der Überführungsteile sehr bequem und schnell realisiert werden kann, ohne dass andere Wege zum Finden der richtigen erforderlich sind, eignet er sich für die Massenproduktion von Überführungsteilen.
Die Schmiedetemperatur bestimmt die Organisation der Titanlegierung, und es ist unvermeidlich, dass es beim Schmiedeprozess der Titanlegierung zu einer Phasenumwandlung kommt. Aus der Forschung dieses Artikels können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:
(1) Es gibt keinen Unterschied in der chemischen Hauptzusammensetzung zwischen dem Bereich des schwarzen Flecks und dem normalen Bereich des TC4-Titanstabs und es gibt keine Trennung der Komponenten, sodass der schwarze Fleck keine Phasenwechselorganisation ist, die durch die Trennung der chemischen Zusammensetzung verursacht wird .
(2) Der schwarze Fleckbereich des TC4-Titanstabs mit p-Phasenmorphologie und der normale Bereich weisen einen großen Unterschied auf, was die Bildung eines einphasigen Bereichs mit abnormaler Phasenänderungsorganisation angeht.
(3) Die Black-Spot-Organisation von TC4-Titanstäben ist eine ungleichmäßige Organisation, die durch unterschiedliche Phasenumwandlungen von Titanstäben aufgrund ungleichmäßiger Verformung im Schmiedeprozess entsteht. Unter Ausschluss des Einflusses experimenteller Fehler zeigt sich den Testergebnissen zufolge, dass es keinen signifikanten Unterschied im Gehalt an Al-, V-, Fe- und Titanmatrixelementen zwischen dem Bereich mit niedrigen schwarzen Flecken und dem normalen Bereich von Titanstäben gibt. Dies weist darauf hin, dass es im Bereich der schwarzen Flecken keine Trennung der Komponenten gibt. Daher besteht kein direkter Zusammenhang zwischen der Organisation von schwarzen Flecken mit niedriger Falte und der Trennung der chemischen Zusammensetzung von Titanstäben.
