Uuring Si elemendi mõju kohta titaanisulamite termilisele stabiilsusele

Si mõju kolme erineva Si sisaldusega TiSi binaarse sulami termilisele stabiilsusele uuriti, viies läbi termilise kokkupuute katsed erinevatel temperatuuridel 100 h ja iseloomustades sulamite termilist stabiilsust mehaaniliste omadustega. Tulemused näitavad, et katsetingimustes suurendab Si elemendi lisamine sulamite tõmbetugevust ja mida suurem on Si sisaldus, seda suurem on tugevuse suurenemine: termilise kokkupuute protsessi ajal, kui termilise kokkupuute temperatuur on kõrgem kui 450 kraadi. kraadi , näitab Ti-Si sulamite tõmbetugevus langustrendi ja nende termiline stabiilsus on kõige halvem pärast 500 kraadi /100 h termilist kokkupuudet töötlemist, mille hulgas väheneb Ti-0.4 Si sulamite pikenemine. kuni 28,0%. Si elementide difusiooni ja dimeriseerumise teel moodustunud TiSi on peamine tegur, mis mõjutab Ti-Si sulamite termilist stabiilsust.
Titaanisulameid kasutatakse laialdaselt lennunduses, naftakeemias, biomeditsiinis ja muudes valdkondades nende suure tugevuse, madala tiheduse ja hea korrosioonikindluse tõttu. Suur osa titaanisulamitest on kõrge temperatuuriga titaanisulamid, mida kasutatakse peamiselt lennukite tõukejõu ja kaalu suhte parandamiseks oluliste kosmosemootorite osade, nagu lehtkettad ja labad, tootmiseks. Praegu on küpsete kõrge temperatuuriga titaanisulamite kasutustemperatuur peamiselt 600 'C ja erinevates riikides välja töötatud kõrge temperatuuriga titaanisulamid on peamiselt Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si peaaegu alfa-tüüpi titaan. sulamid, mille tüüpilised on Ühendkuningriigi IMI834, Ameerika Ühendriikide Ti-1100, Venemaa Föderatsiooni BT36, aga ka Hiina Ti-600, Ti-60 sulamid ja nii edasi.
Kõrgete temperatuuride mõjul muutub sulami struktuur, mida tõendavad muutused sademete struktuuris ja morfoloogias. Termilise stabiilsuse abil saab iseloomustada sulami võimet säilitada oma omadused kõrgel temperatuuril ja see määrab temperatuuri, mille juures sulamit saab kasutada. Erinevatel legeerelementidel on erinev mõju termilisele stabiilsusele, mistõttu tuleb valida sobiv legeerelement. si on asendamatu element kõrgtemperatuurilistes titaanisulamites, kuna sellel on ainulaadne roll roomamiskindluses. Praegu sisaldavad kõrge temperatuuriga titaanisulamid, mille temperatuur on 400 kraadi ja ennekõike Si, ja Briti IMI834 titaanisulami Si sisaldus on jõudnud isegi 0,5%ni, Hiina TG6 Si sisaldus kõrge temperatuuriga titaanisulam on samuti jõudnud 0,4% -ni. Seagle'i uuringute kohaselt on Si aga eutektiliselt B-stabiilne element, mis mängib rolli tahke lahuse tugevnemises ja sadestub ka silitsiidide kujul titaanisulami maatriksis või tera piirides, muutes sulami deformatsioonikäitumist ja mõjutades. selle termiline stabiilsus. Si elementide mõju nende termilise stabiilsuse näitajatele uurimiseks kasutati uurimisobjektidena TA1, Ti-0.2Si ja Ti-0.4Si sulameid, et selgitada Si elementide sademete käitumise mõju. termilise stabiilsuse kohta termilise kokkupuute ajal.
Järeldus
(1) Si-element võib täiustada Ti-Si sulami tera ja sellel on sulamile ilmne tugevdav mõju. Si sisalduse suurenemisega väheneb oluliselt Ti-Si sulamite tera suurus, suureneb oluliselt tugevus ja väheneb plastilisus; Ti-0.2Si ja Ti-0.4Si sulamite tugevus termilise kokkupuute protsessis esmalt suureneb ja seejärel väheneb, samas kui Ti-0.4Si sulamite tugevus väheneb oluliselt ja mõlemad sulamid on plastilisuse poolest kõige halvemad pärast termilist kokkupuudet 500 kraadi juures 100 h. Ti-0.4Si sulamite tugevus väheneb oluliselt pärast termilist kokkupuudet ja Ti-0.4Si sulamite plastilisus on pärast termilist kokkupuudet kõige halvem.
(2) Ti-0.2Si ja Ti-0.4Si sulamid on peamiselt TiSi faasid, mis sadestuvad pärast termilist kokkupuudet. Si elemendi difusioon kuumuse kokkupuute protsessis on TisSi faasi moodustumise peamine põhjus ja järk-järgult kasvav TiSi faas on sulami tugevuse suurenemise ja plastilisuse vähenemise peamine põhjus. Temperatuuril üle 500 'C põhjustab kasvav aglomeeritud TiSi faas terade piiride koordineerimise vähenemist, mille tulemuseks on Ti-Si sulamite tugevuse vähenemine.
(3) TisSi faasi suurus ja jaotus mõjutavad sulami tugevust ja plastilisust. Mõjutatud tera suurusest ja Si aatomisisaldusest, TiSi, faasi Ti-0.2Si ja Ti-0.4Si sulamite suuruses ja jaotuses on oluline erinevus, peamiselt Ti{{5} }.4Si sulami sademed tera piiridel, Ti-0.2Si sulamid aga tera ja tera piirides.