Effekt av smiingsprosess på mikrostruktur og mekaniske egenskaper til Ti-811 titanstav
Ti-811 titanlegering (Ti-8Al-1Mo-1V) er en nesten A-type varmebestandig titanlegering. Den har mange fordeler som høy romtemperatur og høy temperaturstyrke, god termisk stabilitet og krypeytelse ved høy temperatur. Den brukes hovedsakelig i høyhastighets roterende deler som flymotorkompressorskiver og 1. til 3. trinns rotorblader. Disse komponentene, brukt i tøffe arbeidsmiljøer i lang tid ,må ha gode mekaniske egenskaper ved romtemperatur og høy temperatur,spesielt høy termisk stabilitet og høytemperaturkrypeegenskaper,fordi disse egenskapene ikke bare bestemmer legeringens levetid, men også bestemmer ytelsen til motoren.Derfor er det svært nødvendig å studere forholdet mellom strukturen og ytelsen til Ti-811 titanstavmateriale.
Denne artikkelen diskuterer virkningen av smiprosessen på mikrostrukturen og de mekaniske egenskapene til titanlegeringsstenger av titan-811, og analyserer mikrostrukturen, de mekaniske egenskapene og ultralydsfeildeteksjonsnivåene til de tre smiprosessene, og gir et grunnlag for industriell produksjon og utvikling av titanlegeringsstenger av Ti-811. Gi teoretisk referanse og grunnlag for prosessforbedring.
Gjennom analysen av eksperimentelle data kan vi se at forskjellen i romtemperaturstrekkegenskaper til Ti{0}} titanlegeringsstenger under de to prosessene er liten, og forskjellen i styrke er ikke signifikant, og begge oppfyller standardkravene. Fordi både den likeaksede strukturen og dual-state strukturen Ti-811 titanlegeringsstang har god termisk stabilitet, er forskjellen i termisk stabilitet etter 100 timers termisk eksponering ved 400 grader også liten, men krypeytelsen til A-prosessen er større enn 0,2 %, oppfyller ikke kravene i produktstandarder. Krypeegenskapene til prosess B og C er begge mindre enn 0,2 %, som kan oppfylle produktstandardkravene og prosessen C viser bedre krypeegenskaper ved høye temperaturer. Basert på analysen av figur 2 og 3, antas det at det relative innholdet av primær a og sekundær a i den smidde strukturen til Ti-811 titanlegeringsstenger, samt formen til sekundær a, har større innvirkning på krypeegenskapene. Når det primære a-innholdet er lavt, er krypeytelsen bedre enn når det primære a-innholdet er høyt. Krypeytelsen er bedre når det sekundære a-innholdet er fordelt på p-en matrisen er i form av fine nåler med konsistent lokal orientering. Dette er fordi stripeformet a i mikrostrukturen har bedre krypemotstand enn isometrisk a. I den langsomme krypeprosessen starter slipdeformasjonen av den likeaksede strukturen fra individuelle korn. Ettersom belastningen øker, opptar slippet mer korn og sprer seg deretter til de omkringliggende p-kornene, så kryptomrom dannes sakte, men så snart et tomrom er dannet, kan det ekspandere raskt for å danne et kvasi-spaltningsbrudd.
Rotenivået til stengene oppnådd gjennom prosess C er i området 0.8-12dB under ultralydtesting, noe som er akseptabelt; produktstandardkravene for Ti-811 titanlegeringsstenger for tobente blader. Dette viser også at å øke smitemperaturen til Ti-811 titanlegeringsstenger, redusere deformasjonsmotstanden og øke smibarheten til stengene effektivt kan forbedre jevnheten i strukturen og forbedre feildeteksjonsnivået.
Tre smiprosesstester
Gjennom tre smiprosesstester, en omfattende sammenligning og analyse av testdataene om mikrostrukturen, mekaniske egenskaper og ultralydfeildeteksjonsnivået til titanlegeringsstenger av titan{0} under forskjellige prosesser, kom vi til følgende konklusjoner:
-
Smiingstemperaturen har en betydelig innvirkning på mikrostrukturen til Ti-811 titanlegeringsstenger. Når temperaturen er lavere, er det primære a-innholdet i stavstrukturen høyere og den sekundære en fase utfelles mindre; etter at smitemperaturen er passende økt, det primære a-innholdet ble betydelig redusert, og utfellingen av finnållignende sekundærfase økte.
-
Det primære a-innholdet og den sekundære a-formen fordelt på p-matrisen har stor innflytelse på krypeevnen. Mindre primær a pluss finnållignende sekundærstruktur kan oppnå god krypemotstand.
-
Smiingstemperaturen øker, noe som øker smibarheten til stenger av titanlegering av Ti-811. Etter at de lange eller store delene er fullstendig ødelagt, blir strukturen mer jevn, og forbedrer dermed nivået av ultralydfeildeteksjon.
