Επίδραση της διαδικασίας σφυρηλάτησης στις μηχανικές ιδιότητες της ράβδου τιτανίου Ti-811

Το κράμα τιτανίου Ti-811 (Ti-8Al-1Mo-1V) είναι ένα σχεδόν τύπου Α ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα τιτανίου. Έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως υψηλή θερμοκρασία δωματίου και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, καλή θερμική σταθερότητα και απόδοση ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία. Χρησιμοποιείται κυρίως σε περιστρεφόμενα μέρη υψηλής ταχύτητας όπως δίσκους συμπιεστή κινητήρα αεροσκαφών και πτερύγια ρότορα 1ου έως 3ου σταδίου. Αυτά τα εξαρτήματα, χρησιμοποιούνται σε σκληρά περιβάλλοντα εργασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα , πρέπει να έχει καλές μηχανικές ιδιότητες σε θερμοκρασία δωματίου και υψηλή θερμοκρασία, ιδιαίτερα υψηλή θερμική σταθερότητα και ιδιότητες ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία, επειδή αυτές οι ιδιότητες όχι μόνο καθορίζουν τη διάρκεια ζωής του κράματος αλλά καθορίζουν και την απόδοση του κινητήρα. Ως εκ τούτου, είναι πολύ απαραίτητο να μελετήσει τη σχέση μεταξύ της δομής και της απόδοσης του υλικού ράβδων τιτανίου Ti-811.

Αυτό το άρθρο εξετάζει τον αντίκτυπο της διαδικασίας σφυρηλάτησης στη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των ράβδων από κράμα τιτανίου Ti-811 και αναλύει συγκριτικά τη μικροδομή, τις μηχανικές ιδιότητες και τα επίπεδα ανίχνευσης ελαττωμάτων υπερήχων των τριών διαδικασιών σφυρηλάτησης, παρέχοντας μια βάση για βιομηχανική παραγωγή και ανάπτυξη ράβδων από κράμα τιτανίου Ti-811. Παρέχετε θεωρητική αναφορά και βάση για τη βελτίωση της διαδικασίας.

Μέσω της ανάλυσης των πειραματικών δεδομένων, μπορούμε να δούμε ότι η διαφορά στις ιδιότητες εφελκυσμού σε θερμοκρασία δωματίου των ράβδων κράματος τιτανίου Ti{{0}} στις δύο διαδικασίες είναι μικρή και η διαφορά στην αντοχή δεν είναι σημαντική, και τα δύο πληρούν τις τυπικές απαιτήσεις. Επειδή τόσο η ισοαξονική δομή όσο και η δομή διπλής κατάστασης η ράβδος κράματος τιτανίου Ti-811 έχουν καλή θερμική σταθερότητα, η διαφορά στη θερμική σταθερότητα μετά από 100h θερμική έκθεση στους 400 βαθμούς είναι επίσης μικρή, αλλά η απόδοση ερπυσμού της διεργασίας Α είναι μεγαλύτερη από 0,2%, δεν πληροί τις απαιτήσεις των προτύπων προϊόντων. Οι ιδιότητες ερπυσμού των διεργασιών Β και Γ είναι και οι δύο μικρότερες από 0,2%, το οποίο μπορεί να ικανοποιήσει τις προδιαγραφές προτύπων προϊόντος και τη διαδικασία Το C δείχνει καλύτερες ιδιότητες ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία. Με βάση την ανάλυση των σχημάτων 2 και 3, πιστεύεται ότι η σχετική περιεκτικότητα του πρωτογενούς α και του δευτερεύοντος a στη σφυρηλατημένη δομή των ράβδων από κράμα τιτανίου Ti{12}}, καθώς και το σχήμα του δευτερεύοντος α, έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στις ερπυστικές του ιδιότητες. Όταν το πρωτεύον περιεχόμενο είναι χαμηλό, η απόδοση ερπυσμού είναι καλύτερη από ό,τι όταν το πρωτεύον περιεχόμενο είναι υψηλό. Η απόδοση ερπυσμού είναι καλύτερη όταν το δευτερεύον α κατανέμεται στο p Η μήτρα έχει το σχήμα λεπτών βελόνων με σταθερό τοπικό προσανατολισμό. Αυτό συμβαίνει επειδή το σχήμα λωρίδας a στη μικροδομή έχει καλύτερη αντίσταση ερπυσμού από το ισομετρικό α. Στη διαδικασία αργού ερπυσμού, η παραμόρφωση ολίσθησης της ισοαξονικής δομής ξεκινά από μεμονωμένους κόκκους a. Καθώς αυξάνεται η τάση, η ολίσθηση καταλαμβάνει περισσότερους κόκκους και στη συνέχεια εξαπλώνεται στους περιβάλλοντες κόκκους p, έτσι τα κενά ερπυσμού πυρηνώνονται αργά, αλλά μόλις γίνει ένα κενό σχηματίζεται, μπορεί να επεκταθεί γρήγορα για να σχηματίσει ένα κάταγμα σχεδόν διάσπασης.

Το επίπεδο ακαταστασίας των ράβδων που λαμβάνεται μέσω της διαδικασίας C είναι της τάξης των 0.8-12dB κατά τη διάρκεια δοκιμών υπερήχων, το οποίο είναι αποδεκτό· οι τυπικές απαιτήσεις προϊόντος για ράβδους από κράμα τιτανίου Ti-811 για δίποδες λεπίδες. Αυτό δείχνει επίσης ότι η αύξηση της θερμοκρασίας σφυρηλάτησης των ράβδων από κράμα τιτανίου Ti-811, η μείωση της αντίστασης παραμόρφωσης και η αύξηση της σφυρηλάτησης των ράβδων μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την ομοιομορφία της δομής του και να βελτιώσει το επίπεδο ανίχνευσης ελαττωμάτων.

Μέσω τριών δοκιμών διαδικασίας σφυρηλάτησης, μιας ολοκληρωμένης σύγκρισης και ανάλυσης των δεδομένων δοκιμής σχετικά με τη μικροδομή, τις μηχανικές ιδιότητες και το επίπεδο ανίχνευσης ελαττωμάτων με υπερήχους των ράβδων κράματος τιτανίου Ti{0}} υπό διαφορετικές διεργασίες, καταλήξαμε στα ακόλουθα συμπεράσματα:

• Η θερμοκρασία σφυρηλάτησης έχει σημαντικό αντίκτυπο στη μικροδομή των ράβδων από κράμα τιτανίου Ti-811. Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη, το πρωτεύον περιεχόμενο στη δομή της ράβδου είναι υψηλότερο και η δευτερεύουσα μια φάση κατακρημνίζεται λιγότερο· αφού η θερμοκρασία σφυρηλάτησης είναι αυξήθηκε κατάλληλα, το πρωτεύον περιεχόμενο μειώθηκε σημαντικά, και η κατακρήμνιση δευτερογενούς φάσης που μοιάζει με λεπτή βελόνα αυξήθηκε.

• Το πρωτεύον περιεχόμενο a και το δευτερεύον a μορφή που κατανέμονται στη μήτρα p έχουν μεγάλη επιρροή στην απόδοση ερπυσμού. Λιγότερο πρωτογενές και δευτερεύουσα δομή που μοιάζει με λεπτή βελόνα μπορεί να αποκτήσει καλή αντίσταση ερπυσμού.

• Η θερμοκρασία σφυρηλάτησης αυξάνεται, γεγονός που αυξάνει τη σφυρηλάτηση των ράβδων από κράμα τιτανίου Ti-811. Αφού σπάσουν τελείως τα μακριά ή μεγάλα κομμάτια, η δομή γίνεται πιο ομοιόμορφη, βελτιώνοντας έτσι το επίπεδο ανίχνευσης ελαττωμάτων με υπερήχους.