Priodweddau Mecanyddol TC11 Titanium Alloy Forgings
Priodweddau Mecanyddol TC11 Titanium Alloy Forgings
Effaith Microstrwythur ar Priodweddau Mecanyddol TC11 Titanium Alloy Forgings
Mae aloi titaniwm TC11 yn perthyn i aloi titaniwm cryfder gwres martensitig plws, a'i gyfansoddiad enwol yw Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si. Mae ganddi gryfder uchel, perfformiad tymheredd canolig da, ymwrthedd cyrydiad da a gwrthsefyll blinder. Mae ganddo fanteision cryfder uchel a gellir ei gryfhau trwy driniaeth wres. Dyma'r prif ddeunydd ar gyfer cynhyrchu peiriannau aero, disgiau cywasgydd pwysedd uchel a llafnau, ac fe'i defnyddir hefyd i gynhyrchu cydrannau pwysau pwysig ar awyrennau. Mae strwythur mewnol yr aloi yn pennu ei berfformiad terfynol, a gall cyfuniad rhesymol o strwythur a morffoleg wella priodweddau mecanyddol y deunydd yn fawr. Yn y papur hwn, cafwyd gwahanol ficrostrwythurau ffibr trwy ddylunio gwahanol brosesau prosesu thermol a thriniaeth wres, ac astudiwyd a dadansoddwyd effaith microstrwythur ar briodweddau tynnol tymheredd ystafell gofaniadau TC11.
1. Deunyddiau a dulliau prawf
Y deunydd a ddefnyddir yn y prawf yw bar aloi titaniwm TC11, ac mae'r pwynt trawsnewid yn 1005 gradd -1010 gradd. Mae'r deunyddiau crai a ddefnyddir yn y prawf yn cael eu paratoi gan wahanol brosesau prosesu thermol neu driniaeth wres i gael microstrwythurau gwahanol. Mae'n dangos mai'r asiant cyrydol a ddefnyddir yn y strwythur metallograffig yw 10 y cant HF ynghyd â 30 y cant HNO3 ynghyd â 70 y cant H2O. A defnyddiwch feddalwedd Image-ProPlus i nodweddu cynnwys y cyfnod cynradd yn feintiol: yna profwch yr eiddo tynnol ar dymheredd ystafell. Cynhaliwyd y prawf ar y peiriant profi deunydd math 1185.
2. Canlyniadau prawf a thrafodaeth
2.1 Dylanwad ar briodweddau mecanyddol TC11
Ffigur 1yn dangos y microstrwythur annealed o TC11 gyda chynnwys equiaxed gwahanol. Nodweddwyd cynnwys y cyfnod cynradd yn feintiol gan feddalwedd Image-ProPlus. Cynnwys y cyfnod equiaxed oedd 44 y cant , 39 y cant , 32 y cant , a 40 y cant yn eu trefn . Gellir gweld o Ffigur 1 bod cynnwys cyfnodau cynradd H1, H2 a H3 yn dangos tuedd ostyngol; mae cynnwys cyfnod equiaxed H4 yn fras yr un fath â chynnwys H2, ond mae ei faint a'i ddosbarthiad yn wahanol. Mae'r maint grawn y tu mewn i'r sampl H2 yn unffurf, tra bod gan y sampl H4 "strwythur set dwbl" amlwg, ac mae dwy lefel maint o grawn hafal.
Ffigur 2yn dangos y berthynas gyfatebol rhwng priodweddau tynnol tŷ gwydr a chynnwys cyfnod equiaxed tri gofaniad titaniwm TC11 H1, H2, a H3. Gellir gweld o Ffigur 2, gyda'r cynnydd yng nghynnwys y cyfnod equiaxed, bod cryfder y deunydd yn lleihau ac mae'r plastigrwydd yn cynyddu ychydig. Mae hyn oherwydd gyda chynnydd y cynnwys cyfnod equiaxed yn y deunydd, mae cynnwys -transformant yn lleihau, gan arwain at ostyngiad yng nghynnwys y rhyngwyneb / cam, sy'n gwanhau effaith pinio dadleoliadau, yn lleihau cryfder y deunydd, ac yn gwella plastigrwydd y deunydd. ; Yn ogystal, gyda'r cynnydd yn y cynnwys cyfnod equiaxed, mae effaith dosbarthu elfennau aloi y tu mewn i'r deunydd yn dwysáu, sy'n golygu bod cynnwys Al y daflen yn y -transformer yn lleihau ar hyn o bryd, gan arwain at ostyngiad yng nghryfder y -transformer, sydd yn ei dro yn arwain at gynnydd yn y cryfder cyffredinol. yn lleihau, tra gan nad yw'r ymddygiad cynhyrchiol yn effeithio ar blastigrwydd y deunydd, mae'n dibynnu'n bennaf ar faint y clystyrau. Felly, mae effaith dosbarthiad elfen aloi ar blastigrwydd yn fach iawn; yn olaf, gyda'r cynnydd o gynnwys cyfnod equiaxed, mae cydnawsedd anffurfiannau y deunydd yn cynyddu, gan arwain at gynnydd bach mewn plastigrwydd. Mae effaith gyfunol y tri hyn yn arwain at ostyngiad yng nghryfder y deunydd a chynnydd bach mewn plastigrwydd gyda chynnydd yn y cynnwys cyfnod equiaxed.
Tabl 1yn dangos cymhariaeth priodweddau tynnol tymheredd ystafell H2 a H4. Gellir gweld o Dabl 1 bod cryfder cnwd ac elongation sampl H4 yn sylweddol well na rhai H2, ac mae cryfder tynnol a chrebachu arwynebedd yr un peth yn y bôn. Gellir gweld o'r dadansoddiad microstrwythur bod maint grawn cyfartalog y sampl H4 yn llai na maint y sampl H2. Yn ôl fformiwla Hall-Petch: gellir gweld po leiaf yw maint grawn cyfartalog, uchaf yw cryfder cynnyrch y deunydd. Mae hyn oherwydd bod nifer y ffiniau grawn yn cynyddu ar yr adeg hon, gan arwain at gynnydd mewn ymwrthedd symudiad dadleoli, sy'n cynyddu ymwrthedd dadffurfiad y metel; ar y llaw arall, mae'r gostyngiad yn y maint grawn cyfartalog yn golygu bod nifer y grawn yn cynyddu, gan arwain at ddadffurfiad plastig o'r deunydd Gellir ei wasgaru i fwy o grawn, fel bod cydlyniad dadffurfiad y deunydd yn cynyddu, gan arwain at gynnydd mewn hiraeth.
2.2 Effaith lamella eilaidd ar briodweddau mecanyddol TC11
Yn Ffigur 3, H5 a H6 yw'r microstrwythurau ar ôl cael eu hoeri gan wahanol gyfryngau oeri ar yr un tymheredd anelio. Mae nodweddiad meintiol y cynnwys cyfnod cynradd gan feddalwedd Image-ProPlus yn dangos bod cynnwys y cyfnod yn fras yr un peth, tua 30 y cant, a maint y rheolwr tua 14.8um. Gellir gweld o Ffigur 3 bod gan y samplau H5 a H6 morffoleg cyfnod amlwg yn y lamellae eilaidd. Mae cam y lamellae uwchradd yn y sampl H5 yn siâp gwialen fer, gyda chymhareb agwedd lai; mae'r lamellae eilaidd yn y sampl H6 yn fân siâp nodwydd, ac mae'r gymhareb agwedd yn uwch na'r sampl H5.
Mae Tabl 2 yn dangos cymhariaeth o briodweddau tynnol tymheredd ystafell H6 a H5. Gellir gweld o Dabl 2 bod cryfder y sampl H6 yn sylweddol well na'r sampl H5, ond mae ei elongation a chrebachu arwynebedd wedi gostwng ychydig.
Yn achos cynnwys penodol, mae cyfran y -transformer hefyd yn sefydlog yn unol â hynny. Yn geometrig, yr arwynebedd sfferig yw'r lleiaf ar gyfer yr un cyfaint. Gan fod y -sheet y tu mewn i'r -transformer yn fwy ar wahân i'r siâp equiaxed, hynny yw, y mwyaf yw'r gymhareb agwedd, yr uchaf yw'r gymhareb arwynebedd arwyneb, a'r mwyaf yw'r rhyngwyneb cam. Mae effaith pinio'r rhyngwyneb cam ar ddadleoliadau yn cyfyngu ar lithriad dadleoliadau y tu mewn i'r grawn, gan arwain at gynnydd mewn ymwrthedd afleoliadau pan fyddant yn symud, sy'n cynyddu ymwrthedd dadffurfiad y metel, a thrwy hynny gynyddu cryfder y deunydd a lleihau ei plastigrwydd.
3. Casgliad
(1) Gyda chynnydd y cynnwys cam, mae cryfder y deunydd yn lleihau ac mae'r plastigrwydd yn cynyddu ychydig; mae'r gostyngiad ym maint grawn cyfartalog y cyfnod equiaxed yn fuddiol i wella plastigrwydd cryf y deunydd.
(2) Gyda chynnydd cymhareb agwedd cyfnod y lamellae uwchradd, mae cryfder y deunydd yn cynyddu ac mae'r plastigrwydd yn lleihau.
