A forró izosztatikus préselési folyamat paramétereinek hatása a TA15 titánötvözet szerkezetére és tulajdonságaira

A TA15 titánötvözet egyfajta, nagy alumíniummal egyenértékű, közel alfa-titánötvözet, amelyet Kína önállóan fejlesztett ki, és amely hosszú távú, 540 fokos szolgálatra használható. Névleges összetétele Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V. Az ötvözet kiváló kúszásállósággal, korrózióállósággal és hegesztési teljesítménnyel rendelkezik, és széles körben használják különféle típusú repülőgépek, hajtóművek és rakéták szerkezeti alkatrészeinek gyártásában. A porkohászati ​​forró izosztatikus préselési technológia megvalósíthatja a titánötvözet integrált alakítását, finom kristálya és nem szegregációs jellemzői révén az alkatrészek kiváló szervezési tulajdonságokat érhetnek el, elkerülhetők az olvadás és öntés, a nyitott tuskókovácsolás és más nagy energiájú folyamatok. a hálóhoz közeli alakítás jelentősen javíthatja a titánötvözet felhasználási arányát.

A TA15 titánötvözet melegizosztatikus préselési kutatása elsősorban két szempontra összpontosít, egyrészt a TA15 ötvözet öntvény belső metallurgiai hibáinak kiküszöbölésére, a ZTA15 ötvözet különböző melegizosztatikus sajtolási állapotának vizsgálatára, valamint az öntvénytörvény megszervezésére. változás; másrészt a TA15 ötvözet, TA15 por-titánötvözet porkohászati ​​módszerének alkalmazása forró izosztatikus préselési eljárással, a szervezet fejlődésének és a teljesítmény változásának vizsgálata. A szervezet fejlődésének és teljesítményének változásainak tanulmányozása. A melegizosztatikus préselési paraméterek szervezetre és tulajdonságaira gyakorolt ​​hatásának szisztematikus vizsgálatáról jelenleg kevés jelentés áll rendelkezésre.

Ebben a tanulmányban a szabályozott változó módszerrel azonos szemcseméret-tartományba tartozó TA15 titánötvözet porok magas hőmérsékletű és nagynyomású melegizosztatikus préselési tesztjeit alkalmazzuk, különböző termikus csatolási terhelési hőmérsékletek, tartási idők és nyomásértékek kiválasztásával, ill. az ötvözetek mikroszerkezetének jellemzése és az átlagos szemcseméret meghatározása, a hőmérséklet- és nyomáskapcsolás hatásainak megismerése a titánötvözet porok mikroszerkezet-fejlődésére és tulajdonságaira, valamint a porok mikroszerkezet-fejlődésének és tulajdonságainak vizsgálata különböző hőmérsékleteken. , nyomások és tartási idők. A porított titánötvözet mikroszerkezet-fejlődési és teljesítménygörbéi különböző hőmérsékleti, nyomási és tartási időviszonyok mellett referenciaként szolgálnak a TA15 ötvözet forró izosztatikus alkotórészeinek kifejlesztéséhez repülőgép- és űrkutatási alkalmazásokhoz.

Az eredeti gömb alakú porlasztott TA15 titánötvözet port használjuk, a konkrét összetételt az 1. táblázat mutatja, a gömbölyűség legfeljebb 99%, és a szénacél hüvelyt használják, amelynek mérete ϕ60 mm×100mm, a port egyenletesen töltik a szénacél hüvelybe, és a hengeres hüvelyen tömítőhegesztést végeznek, a tömítés hegesztési melegítési hőmérséklete 600 fok, és a vákuumot {{6 }}Pa. A tömített hegesztett hüvelyt forró izosztatikus préskemencében préselésnek vetik alá, és meghatározzák a hőmérsékletet, a tartási időt, a nyomást és a három vizsgálati körülményt, például a hőmérsékletet, a nyomást és a tartási időt. A tömítés és hegesztés után a burkot a forró izosztatikus préskemencében préseltük, és a vizsgálatot hőmérséklet, tartási idő, nyomás és három paraméterkészlet alapján végeztük: (1) a hőmérsékletet 910 fokra, 930 fokra és 950 fokra állítottuk be. fok, az idő 180 perc volt, a nyomás pedig 130 MPa; (2) a nyomást 110 fokra, 130 fokra és 150 MPa-ra állítottuk be, és az idő 180 perc volt; (3) az időt 90 fokra, 180 percre és 240 percre, a hőmérsékletet 930 fokra, a nyomást pedig 130 MPa-ra állítottuk be. A TA15 ötvözet mikroszerkezetének és morfológiájának megfigyelésére és jellemzésére JSM-6630LV pásztázó elektronmikroszkópot használtunk, a léctávolság és az ekviaxiális szemcsetartalom statisztikáját és elemzését pedig az IPP szoftveren keresztül végeztük, valamint a mechanikai tulajdonságait. A próbatesteket az 5887-E2-GE mechanikus teszterrel teszteltük 500 N-nál nagyobb terheléssel és 0.45-4,5 mm/perc szakítószilárdsággal, és a vizsgálati eredményeket ötből vették. 500 N-nál nagyobb terhelésű és 0.45-4,5 mm/perc szakítószilárdságú próbatesteket, a vizsgálati eredményeket pedig öt, 500 N-nál nagyobb terhelésű próbatestből vettük. A vizsgálati eredményeket 5 mintán átlagoltuk.
Következtetés

(1) A TA15 ötvözet szakítószilárdsága és folyáshatára a kemence nyomásának, a tartási időnek és a hőmérsékletnek a növekedésével növekvő, majd csökkenő változást mutat, míg a nyúlás és a szakasz zsugorodása csökkenő, majd növekvő tendenciát mutat a kemence nyomásának növekedésével. nyomás és idő, és csökken a hőmérséklet emelkedésével.

(2) Amikor a forró izosztatikus préselési folyamat 930 fok × 130 MPa × 3 óra, a TA15 ötvözet tipikus hálókosár-szerkezet, alacsony léctávolsággal és ekviaxiális szemcsékkel, valamint a TA15 ötvözetből nyert tuskó szobahőmérsékletű mechanikai tulajdonságaival. elérheti a homogén kovácsolt anyagok szintjét, átlagos szakítószilárdság értéke legfeljebb 952,3 MPa, átlagos nyúlás értéke legfeljebb 17,1%, folyáshatára 866, 3 MPa, szelvényzsugorodása mellett 47,9%. A szakítószilárdság átlagos értéke legfeljebb 952,3 MPa, a nyúlás átlagos értéke legfeljebb 17,1%, a folyáshatár 866,3 MPa, a szelvényzsugorodás pedig 47,9%.