Titanyum Alaşımlı Plakanın Isıl İşlem Süreci Üzerine Araştırma

Korozyona dayanıklı bir yapı malzemesi olan titanyum, havacılık, petrokimya, tuz üretimi, baskı ve boyama, ilaç, gıda, deniz suyunun tuzdan arındırılması vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, yüksek sıcaklık ve yüksek klorür konsantrasyonunda, saf halde çatlak korozyonu meydana gelir. servis ömrünü etkileyen titanyum. Yüksek sıcaklıkta ve yüksek klorür konsantrasyonunda saf titanyumun çatlak korozyonu sorununu çözmek için insanlar yeni bir tür titanyum alaşımı --- Ti-0.2Pd alaşımı geliştirdiler. Alaşım, indirgeyici ortamda ve sıcak konsantre klorürlerde lokal korozyona karşı direnç gösterme yeteneğine sahiptir, ancak değerli metal paladyumun eklenmesi nedeniyle maliyeti yüksektir, dolayısıyla uygulaması sınırlıdır. -1970'ların ortalarında Amerika Birleşik Devletleri Titanyum Metaller Şirketi Ti-0.3Mo-0.8Ni alaşımını geliştirdi. Alaşım neredeyse -tipi titanyum alaşımıdır, yüksek sıcaklıkta iyi çatlak korozyon direncine sahiptir, yüksek klorür konsantrasyonuna sahiptir, kısmen Ti-0.2Pd alaşımının [3-4] daha yüksek maliyetinin yerini alabilir, dahil edilmiştir Amerika Birleşik Devletleri'nde, İngiltere'de, Rusya'da, Japonya'da, Fransa'da, Almanya'da vb. Standart ve sanayileşmiş üretime geçilmiştir.
1980'lerde Çin, Ti-0.3Mo-0.8Ni alaşımlı malzeme işleme ve araştırma uygulamalarına başladı, ancak aynı zamanda standartlarımıza da dahil edildi (Çin TA10'a karşılık gelir) ve Saf titanyumda uygulanmış korozyon ortamında çatlaklar görünebilir. Örneğin, Mart 1985'te Xiangli Tuz Madeni'ndeki vakumlu tuz üretiminin ısıtma odasına ve Nisan 1986'da Tanggu Tuz Çiftliği'ndeki magnezyum klorür buharlaştırma tankının ısıtma odasına uygulandı. Nanjing Baotai Özel Malzemeler Şirketi, yurtdışındaki bir potasyum gübre projesi üretim birimi için titanyum ve çelik kompozit malzeme siparişini üstlendi. Kompozit malzeme kaplaması 3 mm kalınlığında TA10 titanyum alaşımlı levhadır. GB/T3621-2007 "titanyum ve titanyum alaşımlı plaka" standardına göre, geleneksel plakanın A sınıfı gereksinimlerini karşılaması gerekir; kopma uzaması %18'e ulaşabilirken patlama kaynağı için kullanılan sonraki plakanın B sınıfının gerekliliklerini karşılıyorsa kopma uzaması %25'ten fazla olmalıdır. Titanyum alaşımlı plaka plastisite gereksinimlerinin patlama kompozit prosesi için, plastisite indeksi gereksinimlerine ilişkin sonraki prosesi elde etmek için düşük sertlikte 0 titanyum sünger plakanın hammadde üretimi olarak kullanılabilir, ancak bu kaçınılmaz olarak hammadde maliyetini artıracaktır. . Bu deneyde, TA10 titanyum alaşımlı levhanın organizasyonu ve özellikleri üzerine farklı ısıl işlem sistemlerinin incelenmesi yoluyla, uygun ısıl işlem sistemini araştırmak amacıyla TA10 titanyum alaşımlı levha hazırlamak için hammadde olarak 2. sınıf titanyum sünger kullanılır. sonraki patlama kompozit prosesi TA10 titanyum alaşımlı levhanın gereksinimlerini karşılamak için plastisite indeksi.

1 Deney

1.1 Deneysel malzemelerde 2 sünger titanyum, nikel - molibden ara alaşımı kullanıldı, iki vakumda öz tüketim eritme işleminden sonra 560 mm çapında TA10 titanyum alaşımı külçesi hazırlandı, kimyasal bileşimi Tablo 1'de gösterilmektedir. dövme yoluyla külçe sıcak haddelenmiş levhalardan kütük, frezeleme, öğütme ve diğer işlemler yapılır ve daha sonra 1680 haddehanesinde iki ateşte 3,0 mm kalınlığında bir levhaya haddelenir. Haddelenmiş haldeki TA10 titanyum alaşımlı levha metalografik fotoğrafları için Şekil 1, çok ince şerit haddeleme durumu deformasyon organizasyonunun organizasyonu. Tablo 2, haddelenmiş TA10 titanyum alaşımlı levhanın oda sıcaklığındaki mekanik özelliklerini göstermektedir.

1.2 SX2-2.5-10 direnç fırını kullanılarak ısıl işlem ısıl işlem testi, sıcaklık hatası ± 5 derece C. TA10 titanyum alaşımı neredeyse -tipi bir alaşımdır, soğuma hızının çok az etkisi vardır organizasyonu ve özelliklerine göre tavlama sıcaklığı genellikle +/faz geçiş noktasının 120-200 derece C'nin altında seçilmelidir. +/faz geçiş noktasının +/faz geçiş noktasının sıcaklığı. Bu nedenle ısıl işlem numuneleri 3,0 mm kalınlığında sıcak haddelenmiş TA10 titanyum alaşımlı plakalar üzerine kesilerek farklı sıcaklıklarda tavlanmış, tavlama sıcaklıkları 550, 600, 650, 700, 750 ve 800 derece, bekletme süresi 30 dakika ve soğutma yöntemi uygulanmıştır. hava soğutmasıydı. Uygun tavlama sıcaklığını araştırmak amacıyla mikro yapı gözlemi ve mekanik özellik testi için tavlanmış plakalardan örnekler alındı. Tavlama sıcaklığında, farklı tutma süreleriyle tavlama işlemi, tutma süresi sırasıyla 15, 30, 60, 120, 180 dakika idi, farklı sürelerde tavlamadan sonra plakanın mikro yapısını gözlemlemek için numuneler alın ve mekanik özellikleri test edin ve son olarak elde edin uygun ısıl işlem sistemi.

2 Sonuçlar ve Tartışma

2.1 Isıl işlem sıcaklığının, TA10 titanyum alaşımlı sıcak haddelenmiş levha levhanın organizasyonu ve mekanik özelliklerine etkisi, farklı sıcaklık yalıtımı 30 dakika ve hava soğutmalı tavlama işleminin oda sıcaklığında mekanik özellikleri ve mikroyapısı ile Tablo 3 ve Şekil 2'de gösterilmektedir. Tablo 3, TA10 titanyum alaşımlı levhanın 550 derece × 30 dak/AC tavlama işlemiyle işlenmesi, yüksek mukavemetin mukavemetinin sertleşmesi fenomeninin neden olduğu ve zayıf fenomenin plastisitesini ortadan kaldırmaz. Eliminasyon; 550 ~ 650 derece arasında, ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla birlikte, plaka işleme sertleştirme olgusu yavaş yavaş ortadan kaldırılır, çekme mukavemeti yavaş yavaş azalır, plastisite biraz iyileşir; 650 ~ 700 derece arasında, sıcak haddelenmiş sacın mukavemeti neredeyse değişmezken, plastisite önemli ölçüde iyileştirilir; 750 ~ 800 derece arasında, sıcak haddelenmiş sacın çekme mukavemeti hala değişmezken, kopma sonrası uzama azalır, plaka Plastisitesinde bozulma olur. Şekil 2'den görülebileceği gibi, TA10 titanyum alaşımlı levha, ana geri kazanım işleminin 700 derece altında, şerit benzeri organizasyonun yuvarlanma deformasyonunun organizasyonu, ısıl işlem sıcaklığı 700 dereceye yükseldiğinde, yeniden kristalleşme çekirdeklenmesi ve tane büyümesi meydana gelir. . Isıl işlem sıcaklığı 750 derece, yeniden kristalleşme temelde tamamlandı, organizasyonun büyük çoğunluğu daha ince izometrik faza yönelik, ancak hala az sayıda bantlı deformasyon organizasyonu var. Isıl işlem sıcaklığı 800 dereceye ulaştığında bazı taneler anormal şekilde büyür ve organizasyon kabalaşır. Bu nedenle, TA10 titanyum alaşımlı sıcak haddelenmiş levhanın, patlama kompozit işleminin plakanın plastisitesine ilişkin gereksinimlerini karşılayabilmesi için, uygun ısıl işlem sıcaklığının 700 ~ 750 derece arasında seçilmesi gerekir.

2.2 Isıl işlem sıcaklığı deneyine göre 750 derece seçilen ısıl işlem sıcaklığına göre bekletme süresinin plakanın organizasyonu ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi, bu sıcaklıkta farklı tutma sürelerinin ısıl işlemden sonra plakanın mekanik özellikleri Tablo'da gösterilmektedir. Şekil 4'te mikro yapı Şekil 3'te gösterilmektedir. Tablo 4'te ısıtma sıcaklığı 750 derece olduğunda, tutma süresinin uzamasıyla birlikte TA10 titanyum alaşımlı levhanın çekme mukavemeti 5 ~ 10MPa aralığında çok fazla değişmez, görülebilir. 5 ~ 10MPa tutma süresi, TA10 titanyum alaşımlı levhanın çekme mukavemeti çok büyük değildir. ~ 10MPa, 15 ~ 60 dakika aralığında yalıtım süresi, yalıtım süresinin uzatılmasıyla kopma noktasındaki plaka uzaması önemli ölçüde artar, plastisite daha iyi hale gelir; Yalıtım süresi 60 dakikadan fazla olduğunda, kopma noktasındaki plaka uzamasında daha belirgin bir azalma olur ve plastisite yavaş yavaş bozulur. Şekil 3'ten görülebileceği gibi, TA10 titanyum alaşımlı levha 750 derecede 15, 30, 60, 120, 180 dakikalık tavlama işleminden sonra, ilk şerit haddeleme deformasyon organizasyonundan organizasyon yavaş yavaş yeniden kristalleşme çekirdekleşmesi ve tane büyümesi, 30 dakikalık tutma süresi olduğunda , yeniden kristalleşme temel olarak tamamlanmıştır (bkz. Şekil 3b), tutma süresi 60 dakikaya ulaştığında, bütünün yeniden kristalleşmesi, organizasyonun iyi ve tekdüze izotropik olması ve plastisitenin iyi olması; Tutma süresi 60 dakikadan fazla olduğunda, plakanın kırılma sonrası uzamasında daha belirgin bir azalma olur ve plastisite yavaş yavaş bozulur. Organizasyon iyi ve tek tip izometrik aşamadır (bkz. Şekil 3c). Yalıtım süresi uzamaya devam ettikçe, deformasyon yapısı ve tane büyümesini engelleyen diğer faktörler elimine edilir, birkaç özel tane sınırı hızla göç eder [11], yeniden kristalleşen tanelerin bir kısmı anormal şekilde büyür, organizasyon giderek kabalaşır.

Özetle, TA10 titanyum alaşımlı haddelenmiş levha tavlama işleminin daha iyi bir organizasyon ve performans elde etmek amacıyla etkili bir şekilde yanıt verebilmesi için belirli bir sıcaklığa ulaşması gerekmektedir. 750 derecelik tavlama işleminde olduğu gibi, eşeksenli organizasyon ve iyi plastisite elde edilebildiğinde, sıcaklık artmaya devam ettiğinde mukavemet arttığında uzama azalır. TA10 titanyum alaşımlı plaka tavlama işlemi, tutma süresi ne zaman kontrol edilmelidir, aksi takdirde yeniden kristalleşmiş tanelerin büyümesi nedeniyle malzemenin plastisitesini etkileyecektir.

3 Sonuç

(1) Isıl işlem sıcaklığı 600 dereceye ulaştığında, TA10 titanyum alaşımlı plakanın organizasyonu iyi bir yanıt alabilir, ancak plastisite zayıftır. Patlayıcı kompozit için titanyum plakaların kullanımının gereksinimlerini karşılamak için daha iyi plastiklik elde etmeniz gerekiyorsa, daha yüksek sıcaklıkta (700 ~ 750 derece) ısıl işlem yapmanız gerekir. (2) Isıl işlem sıcaklığı belirli olduğunda tutma süresinin TA10 titanyum alaşımlı levhanın mukavemeti üzerinde çok az etkisi vardır, ancak plastisitenin önemli bir etkisi vardır. (3) 3 mm kalınlığında TA10 titanyum alaşımlı sıcak haddelenmiş levha için, (700 ~ 750) derece × (30 ~ 60) dk / AC tavlama işleminden sonra, daha düzgün bir eş eksenli faz ve daha iyi kapsamlı mekanik özellikler elde edebilirsiniz. Patlayıcı kompozit gereksinimleri için titanyum plakaların kullanımı.