Вплив температури старіння на ковані стрижні з титанового сплаву Ti-6AL-7Nb

Титановий сплав Ti-6AL-7Nb широко використовується в аерокосмічній, медичній і хімічній промисловості завдяки своїм чудовим механічним властивостям, стійкості до корозії та біосумісності. Старіння є важливим процесом для підвищення міцності та твердості сплаву Ti-6AL-7Nb. Температура старіння має великий вплив на мікроструктуру і механічні властивості сплаву. У цьому дослідженні вивчався вплив температури старіння на мікроструктуру та властивості кованих стрижнів із титанового сплаву Ti-6AL-7Nb.

процедура експерименту
Пухлини старіння: після високотемпературної обробки титанового сплаву Ti-6AL-7Nb фаза виділення всередині зерен зміниться, що може призвести до росту зерен і збільшення щільності дислокацій. Ці зміни викликають старіння новоутворень, які підвищують жорсткість і міцність матеріалу.
Зростання зерен: старіння при високій температурі може призвести до зростання зерен, що може вплинути на механічні властивості матеріалу. Збільшені зерна можуть призвести до зниження механічних властивостей матеріалу, але в деяких випадках також можуть підвищити міцність матеріалу.

Фазова трансформація: деякі виділені фази в титановому сплаві Ti-6AL-7Nb можуть зазнавати фазової трансформації під час високотемпературного старіння. Ця фазова зміна може призвести до змін у структурі кристалічної решітки, тим самим впливаючи на властивості матеріалу.
Стійкість до корозії: на корозійну стійкість титанового сплаву Ti-6AL-7Nb може впливати температура старіння. Деякі процеси старіння можуть спричинити зміну розподілу певних елементів у сплаві на межах зерен, тим самим впливаючи на його стійкість до корозії.
Термічна стабільність. На термічну стабільність титанового сплаву Ti-6AL-7Nb також може впливати температура старіння. Правильна обробка старінням може підвищити стабільність сплаву в умовах високої температури.
Прутки зі сплаву Ti-6AL-7Nb куються при температурі 950 градусів зі ступенем зменшення 60%. Потім ковані бруски розділили на три групи та піддали різним температурам старіння 500 градусів, 550 градусів і 600 градусів протягом 2 годин відповідно. Мікроструктуру та механічні властивості зразків охарактеризували методами оптичної мікроскопії, рентгенівської дифракції та випробувань на розтяг.
Результати і обговорення
Результати показують, що структура сплаву Ti-6AL-7Nb після кування складається з рівновісної фази та пластівчастої + фази. Після старіння частинки фази укрупнюються і пластівчаста + фаза перетворюється в рівновісну фазу. Чим вища температура старіння, тим очевидніше укрупнення частинок -фази та перетворення пластівчастої + фази. Крім того, XRD-аналіз показує, що зі збільшенням температури старіння інтенсивність піку (002) зменшується, а інтенсивність піку (200) збільшується, вказуючи на те, що з підвищенням температури старіння вміст фази зменшується, а вміст фази фаза зростає з температурою.
Випробування на розтяг показують, що зі збільшенням температури старіння межа міцності на розрив (UTS) і межа текучості (YS) зразків зростають, тоді як пластичність знижується. UTS і YS зразка зі старінням 600 градусів досягли максимальних значень 1370 МПа і 1260 МПа відповідно, що на 36% і 25% вище, ніж у зразка зі старінням 500 градусів. Однак із підвищенням температури старіння відносне подовження зменшується з 12,5% до 4,3%, що вказує на те, що пластичність сплаву зменшується з підвищенням температури старіння.
на закінчення
Підсумовуючи, температура старіння має значний вплив на структуру та властивості кованих стрижнів із титанового сплаву Ti-6AL-7Nb. Підвищення температури старіння призводить до укрупнення частинок -фази, перетворення пластинчастої + фази, зменшення вмісту -фази та збільшення вмісту -фази. Крім того, у міру підвищення температури старіння UTS і YS зразків збільшуються, а подовження зменшується. Результати дослідження є корисними вказівками щодо оптимізації процесу старіння титанового сплаву Ti-6AL-7Nb.