TA18 titaanisulam (Ti-3Al-2.5V) on suure jõudlusega titaanisulam, millel on oma kõrge jõudluse tõttu lai valik rakendusi kosmosetööstuses, ookeaniuuringutes ja tipptasemel meditsiiniseadmetes tugevus, madal tihedus ja suurepärane korrosioonikindlus. Selle artikli eesmärk on uurida kuumtöötlusprotsessi mõju TA18 titaanisulami mikrostruktuurile ja voolavuspiirile, et luua teoreetilist alust ja eksperimentaalset tuge selle sulami optimaalseks kasutamiseks. I. TA18 titaanisulami kuumtöötlusprotsess
TA18 titaanisulami omaduste reguleerimise võtmevahendina võib kuumtöötlus tõhusalt parandada selle mikrostruktuuri ja mehaanilisi omadusi, reguleerides täpselt temperatuuri, aega ja jahutusrežiimi.
Lõõmutusravi
Eesmärk: kõrvaldada töötlemise jääkpinge, parandada materjali plastilisust ja sitkust.
Protsessi parameetrid: temperatuur 700 kraadi -800 kraadi , pidamisaeg 1-2 tundi, jahutamine ahjuga.
Mõju: tera viimistlemine, materjali ühtluse parandamine, voolavuspiiri vähendamine umbes 450 MPa-ni, venivuse suurendamine üle 25%.
Tahke lahuse töötlemine
Eesmärk: soodustada faasi ja faasi ühtlast jaotumist ning suurendada materjali tugevust ja kõvadust.
Protsessi parameetrid: temperatuur 900 kraadi -950 kraadi, hoidmisaeg 30-60 minutit, kiire vesi- või õhkjahutus.
Mõju: voolavuspiir suureneb üle 800 MPa ja tõmbetugevus ulatub 950 MPa-ni, kuid plastilisus väheneb veidi.
Vananemisravi
Eesmärk: materjali edasiseks tugevdamiseks tahke lahuse töötlemisel ja mehaaniliste omaduste parandamiseks peente alamstabiilsete faaside sadestamise teel.
Protsessi parameetrid: temperatuur 500 kraadi C - 600 kraadi C, hoidmisaeg 4-8 tundi, jahutamine ahjuga.
Mõju: voolavuspiir kuni 900 MPa või rohkem, tõmbetugevus umbes 1000 MPa, kuid plastilisus väheneb veelgi, kuni umbes 10%.
Teiseks TA18 titaanisulami voolavuspiiri analüüs
Voolutugevus kui oluline näitaja materjali plastse deformatsioonivõime hindamisel, on kuumtöötlemisprotsessis tugevasti mõjutatud.
Töötlemata olek: voolavuspiir umbes 620 MPa, tõmbetugevus umbes 780 MPa, venivus umbes 20%, hea plastilisusega, kuid väikese tugevusega.
Lõõmutatud olek: lõõmutamise abil väheneb voolavuspiir umbes 450 MPa-ni, millega kaasneb märkimisväärne venivuse suurenemine, mis suurendab materjali plastilisust ja sitkust.
Tahke lahuse olek: tahke lahusega töötlemine parandab oluliselt tugevust, voolavuspiir hüppab üle 800 MPa, kuid plastilisuse arvelt.
Vananemisseisund: vananemistöötlus tugevdab materjali veelgi, voolavuspiir hüppab üle 900 MPa, muutes selle ideaalseks ülitugevate rakenduste jaoks, kuid plastilisus väheneb veelgi.
Katseandmed ja kontrollimine
Ülaltoodud teoreetilise analüüsi kontrollimiseks viidi läbi rida katseid ja konkreetsed andmed on järgmised:
Lõõmutöötluskatse: temperatuur 750 kraadi C, isolatsioon 1,5 tundi, jahutamine ahjuga, mõõdetud voolavuspiir 450 MPa, tõmbetugevus 650 MPa, venivus 26%.
Lahuse töötlemise katse: temperatuur 920 kraadi C, hoidmisaeg 45 minutit, vesijahutus, mõõdetud voolavuspiir 820 MPa, tõmbetugevus 960 MPa, pikenemine 14%.
Vananemistöötluskatse: temperatuur 550 kraadi C, hoidmisaeg 6 tundi, jahutamine ahjuga, mõõdetud voolavuspiir 920 MPa, tõmbetugevus 1020 MPa, pikenemine 12%.
IV. Järeldus
TA18 titaanisulami kuumtöötlusprotsess mõjutab oluliselt selle voolavuspiiri ja kõikehõlmavaid mehaanilisi omadusi. Lõõmutamis-, lahustamis- ja vananemistöötlusprotsessi parameetrite mõistliku reguleerimisega on võimalik saavutada materjalide tugevuse ja plastilisuse optimaalne tasakaal, mis vastab erinevate insenerirakenduste vajadustele. Tulevased uuringud võivad täiendavalt uurida rafineeritumaid kuumtöötlusprotsesse, et täielikult ära kasutada TA18 titaanisulami potentsiaali.
