Вплив процесу гарячої екструзії на мікроструктуру та механічні властивості труби з титанового сплаву ТА15
Номінальний хімічний склад титанового сплаву TA15 Ti-6.5AI-2Zr-1Mo-1V. Це альфа-титановий сплав, успішно розроблений у колишньому Радянському Союзі в середині-1960. Торгова марка BT20. Цей сплав зараз використовується як типовий майже альфа-титановий сплав із двома характеристиками. Середня кімнатна температура, міцність і високотемпературна міцність фазового титанового сплаву вищі, ніж у сплаву Ti-6AL-4V, з хорошою термічною стабільністю та зварювальними характеристиками, вищою питомою міцністю, стійкістю до повзучості та корозії опір. Його можна використовувати до 3000 годин при температурі нижче 5500 градусів. Завдяки хорошій оброблюваності з нього широко виготовляють плити, прутки, поковки, штампи, труби, профілі та інші вироби. Він широко використовується у високоефективних конструкційних деталях в аерокосмічній сфері, тому сплав TA15 має хороші властивості при кімнатній температурі, а також повинен мати хороші властивості при високій температурі. У цій статті досліджено механічні властивості екструдованих трубних заготовок із титанового сплаву φ170 мм × 30 нн × LTA15, сформованих різними методами гарячої екструзії та обробки при різних температурах. Аналіз і дослідження мікроструктури проводяться для аналізу впливу різних процесів гарячої екструзії та сформованої структури заготовки труби на її механічні властивості.
Теоретично обґрунтувати процес виробництва трубних заготовок із титанового сплаву ТА15.
1.Експериментальні матеріали та методи
（1）Експериментальні матеріали Сплав TA15, який використовується в експерименті, — це губчастий Ti першого сорту, промисловий чистий штучний дріт і цирконієва стружка, а також алюмінієво-ванадієва лигатура як сировина. Здійснюється в триразовій вакуумній плавній електродуговій печі. Специфікація злитка становить φ700 мм × L. У таблиці 1 наведено хімічний склад сплаву.
（2）метод експерименту
Заготівля була кована 6 разів на гідравлічному пресі 3150 т, а специфікації готового продукту становили φ220×650 мм. Його пресували на гідравлічному пресі 315 т. Температури екструзії становили 950 градусів і 1050 градусів, а час витримки становив 60 хвилин. Специфікації готової заготовки труби були: φ170 мм × 30 мм × L. Використовуйте піч опору на 750 градусів / 2 год, обробку з поверненням змінним струмом, використовуйте електроерозійний верстат для вирізання металографічних зразків і зразків на розтяг із заготовки труб зі сплаву та використовуйте HFHN03:H20 для корозії 1:3:10 для аналізу мікроструктури та використовуйте OLYMPUSPMG3 Спостерігайте за допомогою металографічного мікроскопа, а температурний розтяг зразків проводите відповідно до GB/T228.1-2010. Випробування високотемпературного розтягування проводяться відповідно до GB/T4338-2006. Температури випробування на розтяг становили 25 градусів, 100 градусів, 200 градусів, 300 градусів, 400 градусів і 500 градусів відповідно. Випробування на розтяг проводили на машині для розтягування TC-12-031.
2. Результати та аналіз
（1）Аналіз мікроструктури при різних температурах гарячої екструзії
На рисунку 1 показана очевидна структура труби зі сплаву TA15 φ17 мм × 30 мм × L за різних температур гарячої екструзії. Температура нагріву 950 градусів знаходиться у верхній частині двофазної зони, а час витримки - 60 хвилин. Тканина, отримана після екструзії, є ізометричною. Двофазну структуру + можна вважати структурою з двома станами, із середнім показником досі 14,5 мкм. У структурі трансформації планки розподіляються в переплетеній або кластерній формі. Товщина планок близько 35 мкм. Температура нагрівання становить 1050 градусів, що відноситься до фази. У зоні обробки час витримки 60 хвилин. Структура, отримана після екструзії, є обробленою структурою, яка є пластинчастою структурою. Розмір початкових зерен становить приблизно 445 мкм, ширина фази на межі зерен становить приблизно 1,5 мкм, а товщина ламелей, розподілених на зернах, становить 2,5 мкм, а локальна фаза, здається, має ширину приблизно 60 мкм. Фігури згруповані та розташовані поруч в одному напрямку.
（2）Аналіз продуктивності при високій температурі при різних температурах гарячої екструзії
Як показано на малюнку, це високотемпературні механічні властивості труби зі сплаву TA15 φ17 мм × 30 мм × L за різних температурних умов гарячої екструзії. Як видно на малюнку 2, механічні властивості труби зі сплаву ТА15 при кімнатній температурі досягаються шляхом екструзії при 950 градусах, з міцністю на розрив 980 МПа та подовженням 12,5%. Порівнюючи малюнок вище, структура з двома станами отримана екструзією при 950 градусах. Його механічні властивості при кімнатній температурі та при високій температурі нижчі, ніж у пластинчастої структури, отриманої шляхом екструзії при 1050 градусах. Як видно з рисунка 2, у міру підвищення експериментальної температури міцність на розрив і межа текучості двох станів тканини демонструють очевидну тенденцію до зниження. Порівняння показує, що високотемпературна крива розтягування екструдованої труби з титанового сплаву TA15 з подвійною структурою є крутішою, тоді як пластинчаста структура є відносно м’якою. Це показує, що екструзія у фазовій області має вищі високотемпературні механічні властивості.
Відображення висновків
Структура труби з титанового сплаву TA15, отриманої при різних температурах екструзії, має значний вплив на її високотемпературні механічні властивості. Високотемпературні механічні властивості пластинчастої структури труби зі сплаву ТА15, екструдованої в зоні бета-фази, вищі, ніж у двофазної структури з двома станами.
Література: Sha Aixue, Li Xingwu, Chu Junpeng. Рядовий відпал титанового сплаву ТА15.
Рідкісні метали 200327213-215 Цао Цзінся, Фан Бо, Хуан Сю тощо.
Вплив мікроструктури на механічні властивості титанового сплаву ТА15.
Рідкісні метали 200428:362-364 Wang Bin, Guo Hongzhen, Yao Zekun тощо. Вплив параметрів гарячого пресування на напругу течії та мікроструктуру сплаву TA15.
Forging Technology 2006;106-109 Zhang Jingyu, Yang Yanqing, Chen Yan та ін.
Вплив відпалу на структуру та властивості титанового сплаву ТА15.
Термічна обробка металу 200328:46-48
