Warmtebehandeling titaniumlegering: Een basisgids

Heb je je ooit afgevraagd wat het geheim is achter de sterkte en duurzaamheid van titaniumlegeringen? In dit artikel duiken we in de fascinerende wereld van warmtebehandelingstechnieken die deze legeringen transformeren in hoogwaardige materialen. Ons deskundige team leidt je door de principes, processen en effecten van verschillende warmtebehandelingsmethoden en biedt waardevolle inzichten voor zowel ingenieurs als liefhebbers. Bereid je voor op het ontdekken van de wetenschap achter de opmerkelijke eigenschappen van titaanlegeringen!

Inhoudsopgave

Warmtebehandelingskenmerken van titaniumlegering

(1) De martensitische fasetransformatie veroorzaakt geen significante veranderingen in de eigenschappen van titaanlegeringen. Deze eigenschap verschilt van de martensitische fasetransformatie van staal. Versterking van titaanlegeringen door warmtebehandeling is afhankelijk van verouderende ontleding van de substabiele fase gevormd door afschrikken, inclusief de martensitische fase. Warmtebehandeling voor zuiver a-type titanium legeringen is in principe ineffectief; het wordt voornamelijk gebruikt voor α+β-type titaanlegeringen.

(2) Warmtebehandeling moet de vorming van de ω-fase vermijden omdat het titaanlegeringen bros maakt. De juiste keuze van het verouderingsproces kan de ω-fase doen ontbinden, zoals het gebruik van een hogere verouderingstemperatuur.

(3) In tegenstelling tot stalen materialen is het moeilijk om titaniumlegeringskorrels te verfijnen met herhaalde fasetransformaties. Herhaalde fasetransformatie van austeniet en pareliet (of ferriet, cementiet) kunnen de nucleatie en groei van nieuwe fasen controleren om korrelverfijning te bereiken in de meeste staalsoorten. Dit fenomeen bestaat niet in titaanlegeringen.

(4) Slechte thermische geleidbaarheid kan leiden tot slechte hardbaarheid van titaanlegeringen, vooral α+β titaanlegeringen. De thermische spanning bij afschrikken is groot en de onderdelen kunnen tijdens het afschrikken kromtrekken. Door de slechte thermische geleidbaarheid veroorzaakt vervorming van de titaanlegering gemakkelijk een lokale temperatuurstijging, waardoor de lokale temperatuur het β-transformatiepunt kan overschrijden en de Widmanstattenstructuur kan ontstaan.

(5) Door de levendige chemische eigenschappen reageren titaanlegeringen gemakkelijk met zuurstof en waterdamp tijdens de warmtebehandeling. Het vormt een zuurstofrijke laag of aanslag op het oppervlak van het werkstuk, waardoor de legering minder goed presteert. Tegelijkertijd hebben titaanlegeringen de neiging om waterstof te absorberen tijdens warmtebehandeling, waardoor waterstofbrosheid.

(6) Het β-overgangspunt varieert aanzienlijk, zelfs bij dezelfde samenstelling, door verschillende smeltovens.

(7) Bij verhitting in het β-fasegebied hebben β-korrels de neiging groter te worden. Het grover worden van β korrels kan de plasticiteit van de legering sterk doen dalen, dus de verwarmingstemperatuur en -tijd moeten strikt gecontroleerd worden. Warmtebehandeling voor verwarming in het β fasegebied moet met voorzichtigheid worden toegepast.

Type warmtebehandeling van titaniumlegering

De fasetransformatie van titaniumlegeringen is de basis van de warmtebehandeling van titaniumlegeringen. Om de prestaties van titaanlegeringen te verbeteren, is het noodzakelijk om naast een redelijke legering ook een geschikte warmtebehandeling te gebruiken.

Er zijn veel soorten warmtebehandelingen voor titaanlegeringen, waaronder gloeien, veroudering, vervormingswarmtebehandeling en chemische warmtebehandeling.

Gloeibehandeling

Gloeien is geschikt voor verschillende titaanlegeringen en het belangrijkste doel is om spanning te elimineren, de plasticiteit van de legering te verbeteren en de structuur te stabiliseren.

De vormen van gloeien omvatten spanningsarmgloeien, herkristallisatiegloeien, dubbelgloeien, isothermisch gloeienonder andere vacuümgloeien.

Figuur 1 toont het bereik van de gloeitemperatuur van titaniumlegering met verschillende methoden.

Schematische weergave van het bereik van de gloeitemperatuur van verschillende methoden in titaanlegeringen

Figuur 1 Schematische weergave van het uitgloeitemperatuurbereik van verschillende methoden in titaanlegeringen

(1) Spanning verlichten door gloeien.

Spanningsarm gloeien kan worden gebruikt om het volgende te elimineren inwendige spanning gegenereerd tijdens het gieten, koud vervormen en lassen.

De temperatuur voor het spanningsarmgloeien moet lager zijn dan de herkristallisatietemperatuur, meestal tussen 450-650 ℃.

De benodigde tijd hangt af van de doorsnede van het werkstuk, de bewerkingsgeschiedenis en de mate van spanningsontlasting die nodig is.

(2) Gewoon gloeien.

Het doel van gewoon gloeien is het elimineren van basisspanningen in het halffabrikaat van de titaniumlegering en het verhogen van de sterkte en plasticiteit in overeenstemming met de vereiste technische voorwaarden.

De gloeitemperatuur en herkristallisatietemperatuur zijn meestal gelijk aan of iets lager dan de starttemperatuur. Dit gloeiproces wordt meestal gebruikt in fabrieksmetallurgische producten en kan ook fabrieksgloeien worden genoemd.

(3) Volledig uitgloeien.

Het doel van volledig gloeien is om procesharding volledig te elimineren, de organisatie te stabiliseren en de plasticiteit te verbeteren. Dit proces vindt voornamelijk plaats door herkristallisatie en wordt ook wel herkristallisatiegloeien genoemd.

De gloeitemperatuur ligt bij voorkeur tussen de herkristallisatietemperatuur en de faseovergangstemperatuur. Als de temperatuur hoger is dan de faseovergangstemperatuur, wordt de Widmanstattenstructuur gevormd en gaan de eigenschappen van de legering achteruit.

Het type gloeien, de temperatuur en de koelmethoden verschillen voor verschillende soorten titaanlegeringen.

(4) Dubbelgloeien.

Dubbelgloeien kan worden gebruikt om de plasticiteit van de legering, de breuktaaiheid en de stabiliteit van de organisatie te verbeteren. Na het gloeien is de organisatie van de legering uniformer en dichter bij de evenwichtstoestand.

Dit type gloeien wordt vaak gebruikt om de stabiliteit van de structuur en de prestaties van hittebestendige titaanlegeringen onder hoge temperatuur en langdurige spanning te garanderen.

Bij dubbelgloeien wordt de legering tweemaal verhit en aan de lucht gekoeld. De verwarmingstemperatuur van het eerste hoge temperatuurgloeien is hoger dan of dichtbij de eindtemperatuur van de herkristallisatie, zodat de herkristallisatie volledig kan doorgaan zonder significante kristalkorrelgroei, en de volumefractie van de ap-fase wordt gecontroleerd.

De structuur is niet stabiel genoeg na afkoeling aan de lucht en een tweede gloeien bij lage temperatuur is nodig. De gloeitemperatuur is lager dan de herkristallisatietemperatuur en de temperatuur wordt lang aangehouden om de metastabiele β-fase, verkregen door gloeien bij hoge temperatuur, volledig te ontleden.

(5) Isothermisch gloeien.

Isothermisch gloeien kan de beste plasticiteit en thermische stabiliteit verkrijgen en is geschikt voor titaanlegeringen met twee fasen met een hoog gehalte aan β-stabiliserende elementen.

Isothermisch gloeien maakt gebruik van hiërarchisch koelen, wat betekent dat na verhitting tot een temperatuur boven de herkristallisatietemperatuur, het werkstuk onmiddellijk wordt overgebracht naar een oven met een lagere temperatuur (meestal 600-650℃) om te isoleren en vervolgens met lucht wordt afgekoeld tot kamertemperatuur.

Dovende behandeling

Quenching veroudering is de belangrijkste manier om titanium legering warmtebehandeling te versterken, met behulp van faseverandering een versterkend effect, dat ook bekend staat als warmtebehandeling versterking te produceren.

Het versterkende effect van de warmtebehandeling van een titaniumlegering wordt bepaald door de aard van de legeringselementconcentratie en specificaties voor warmtebehandeling.

Deze factoren beïnvloeden het type, de samenstelling, de hoeveelheid en de verdeling van de metastabiele fase die wordt verkregen door het afschrikken van de legering, evenals de aard, structuur en dispersiviteit van de neergeslagen fase tijdens de afbraak van de metastabiele fase, die verband houdt met de samenstelling van de legering, de specificaties van het warmtebehandelingsproces en de oorspronkelijke structuur.

Voor legeringen met een bepaalde samenstelling hangt het effect van verouderingsversterking af van het gekozen warmtebehandelingsproces.

Hoe hoger de afschriktemperatuur, hoe duidelijker het effect van verouderingsversterking, maar afschrikken boven de β-transformatietemperatuur zal broosheid veroorzaken door te grove korrels.

Voor titaanlegeringen in twee fasen met een lagere concentratie kan afschrikken bij een hogere temperatuur worden gebruikt om meer martensiet.

Tweefasige titaanlegeringen met een hogere concentratie moeten worden afgekoeld bij een lagere temperatuur om meer metastabiele β-fase te verkrijgen, zodat het maximale verouderingsversterkende effect kan worden verkregen.

De koelmethode is meestal watergekoeld of oliegekoeld, en de afschrikproces moet snel zijn om de ontbinding van de β-fase tijdens het overdrachtsproces te voorkomen en het verouderingsversterkende effect te verminderen.

De verouderingstemperatuur en -tijd moeten gekozen worden om de beste algemene prestatiecriteria te verkrijgen, met een algemene verouderingstemperatuur van 500-600℃ in α + β-type titaniumlegering en een tijd van 4-12 uur.

De verouderingstemperatuur van β-type titaniumlegering is 450-550℃, de tijd is 8-24 uur en de koelmethode is luchtkoeling.

Vervorming Warmtebehandeling

Vervormingswarmtebehandeling is een effectieve combinatie van drukverwerking (smeden, walsen, enz.) en warmtebehandelingtechnologie, die zowel vervormingsversterking als warmtebehandelingversterking mogelijk maakt om een organisatie en uitgebreide prestatie te verkrijgen die niet kan worden bereikt met een enkele versterkingsmethode.

Een veelvoorkomend warmtebehandelingsproces wordt getoond in Figuur 2.

Verschillende soorten thermomechanisch warmtebehandeling worden ingedeeld volgens de relatie tussen de vervormingstemperatuur en de herkristallisatietemperatuur en faseovergangstemperatuur.

Volgens de deformatietemperatuur kan het worden onderverdeeld in:

Schematische weergave van het deformatiewarmtebehandelingsproces in titaniumlegering

Figuur 2 Schematische weergave van het deformatiewarmtebehandelingsproces in een titaanlegering.

(a) Warmtebehandeling bij hoge temperatuur vervorming;

(b) Warmtebehandeling bij lage temperatuur vervorming

  • 1 - verwarming;
  • 2 - waterkoeling;
  • 3 - veroudering;
  • 4 - vervorming bij hoge of lage temperatuur; tβ-β: faseovergangspunt; t: herkristallisatietemperatuur

(1) Thermomechanische behandeling bij hoge temperatuur

Er wordt verwarmd tot boven de herkristallisatietemperatuur, vervormd van 40% tot 85%, daarna snel afgekoeld en vervolgens onderworpen aan een conventionele verouderingswarmtebehandeling.

(2) Thermomechanische behandeling bij lage temperatuur

De vervorming gebeurt ongeveer 50% onder de herkristallisatietemperatuur, gevolgd door een conventionele verouderingsbehandeling.

(3) Samengestelde thermomechanische behandeling

Het is een proces dat thermomechanische behandeling bij hoge temperatuur combineert met thermomechanische behandeling bij lage temperatuur.

Chemische warmtebehandeling

Titaanlegeringen hebben een hoge wrijvingscoëfficiënt en een slechte slijtvastheid (over het algemeen ongeveer 40% lager dan staal), waardoor ze vatbaar zijn voor aanhechting op contactoppervlakken en wrijvingscorrosie veroorzaken.

Titaanlegeringen zijn beter bestand tegen corrosie in oxiderende media, maar minder goed tegen corrosie in reducerende media (zoals zoutzuur, zwavelzuur, enz.).

Om deze eigenschappen te verbeteren, kunnen galvaniseren, spuiten en chemische warmtebehandeling (zoals nitrerenoxygenatie, enz.) kunnen worden gebruikt.

De hardheid van de genitreerde laag na het nitreren is 2 tot 4 keer hoger dan die van de oppervlaktelaag zonder nitreren, waardoor de slijtvastheid van de legering aanzienlijk verbetert en ook de corrosieweerstand van de legering in reducerende media.

Zuurstofinfiltratie kan de corrosieweerstand van de legering 7-9 keer verhogen, maar de plasticiteit en vermoeiingssterkte van de legering in verschillende mate verloren gaan.

Microstructuurkenmerken van titaniumlegering

In titaanlegeringen, vooral α+β duplex titaanlegeringen, kan een grote verscheidenheid aan structuren worden waargenomen.

Deze structuren verschillen in morfologie, korrelgrootte en intragranulaire structuur, voornamelijk afhankelijk van de samenstelling van de legering, het vervormingsproces en het warmtebehandelingsproces.

Over het algemeen hebben titaanlegeringen twee basisfasen: α-fase en β-fase.

De mechanische eigenschappen van titaanlegeringen hangen grotendeels af van de verhouding, morfologie, grootte en verdeling van deze twee fasen.

De structurele types van titaanlegeringen kunnen in principe worden onderverdeeld in vier categorieën: Widmanstatten structuur (lamellaire structuur), basketweave structuur, bimodale structuur en isometrische structuur.

Figuur 3 toont de typische morfologische eigenschappen van de verschillende soorten titaanlegeringen.

Tabel 1 geeft de legering prestatie indices van TC4 titanium legering in vier typische structurele toestanden, die laten zien dat de prestaties van verschillende structuren sterk variëren.

Tabel 1: Invloed van vier typische weefsels op de prestaties in TC4-legering

Mechanische eigenschapDruksterkte σ

/MPa

Rek δ

/%

Slagvastheid αk

/(KJ*m-2)

Breuktaaiheid KIC

/(MPa*m1/2)

lamellaire structuur10209.5355.3102
basketweave structuur101013.5533___
bimodale structuur98013434.3___
isometrische structuur96116.5473.858.9
typische morfologische kenmerken van de verschillende soorten titaanlegeringen

Figuur 3 Typische organisatie in titaanlegeringen

(a) lamellair weefsel; (b) basketweave weefsel; (c) bimodaal weefsel; (d) isometrisch weefsel

Lamellair weefsel

Het wordt gekenmerkt door grove originele β kristalkorrels en volledige korrelgrens α fase, die grote "bundels" vormen in de originele β kristalkorrels, en er zijn er meer in dezelfde "bundels". De plakken zijn parallel aan elkaar en in dezelfde oriëntatie, zoals getoond in Figuur 3(a).

Dit soort microstructuur is de structuur die wordt gevormd wanneer de legering niet wordt vervormd of vervormd na verhitting in het bètafasegebied en langzaam wordt afgekoeld vanuit het bètafasegebied. Als de legering deze structuur heeft, zijn de breuktaaiheid, duurzaamheid en kruipsterkte goed, maar de plasticiteit, vermoeiingssterkte, kerfslaggevoeligheid, thermische stabiliteit en weerstand tegen thermische spanningscorrosie zeer slecht. Deze eigenschappen variëren met de grootte van de α "bundel" en de dikte van de korrelgrens α. De α "bundel" wordt kleiner, de korrelgrens α wordt dunner en de algehele prestatie wordt verbeterd.

Basketweave weefsel

Het kenmerk is dat de originele β korrelgrens wordt vernietigd tijdens het vervormingsproces en er geen of slechts een kleine hoeveelheid verspreide korrelgrens α verschijnt en de α segmenten in de originele β korrel korter worden.

De grootte van α "bundel" is klein en de clusters zijn verspringend gerangschikt, zoals een geweven mand, zoals getoond in Figuur 3(b).

Dit soort microstructuur wordt meestal gevormd wanneer de legering wordt verhit of begint te vervormen in het β-fasegebied of wanneer de vervorming in het (α+β) tweefasengebied niet groot genoeg is.

De fijnmazige korfstructuur heeft niet alleen een betere plasticiteit, slagvastheid, breuktaaiheid en vermoeiingssterkte bij hoge cycli, maar ook een betere thermische sterkte.

Bimodaal weefsel

Het kenmerk is dat niet-verbonden primaire α is verdeeld over de matrix van p-transformatie weefsel, maar de totale inhoud niet meer dan 50%, zoals weergegeven in figuur 3 (c).

Wanneer de verwarmingstemperatuur van thermische vervorming of warmtebehandeling van de titaanlegering lager is dan de β-transformatietemperatuur, kan over het algemeen een tweeledige structuur worden verkregen.

Bimodale structuur verwijst naar de α-fase in de organisatie die twee vormen heeft: de ene is de primaire gelijkvormige α-fase en de andere is de lamellaire α-fase in de β-getransformeerde organisatie, die overeenkomt met de primaire α-fase.

De fase wordt ook wel de secundaire α-fase of secundaire α-fase genoemd.

Deze structuur wordt gevormd wanneer de legering bij een hogere temperatuur en grotere vervorming in de (α+β) tweefasenzone is.

Iweefsel

Het kenmerk is dat een bepaalde hoeveelheid getransformeerde β structuur verdeeld is over de primaire α-fase matrix met een gelijkmatig verdeelde inhoud van meer dan 50%, zoals getoond in Figuur 3(d).

De deformatiebewerking en warmtebehandeling van de titaanlegering worden allemaal uitgevoerd in de (α+β) tweefasenzone of de α-fasenzone en wanneer de verwarmingstemperatuur veel lager is dan de β-transformatietemperatuur, kan over het algemeen een gelijkvormige structuur worden verkregen.

Vergeleken met andere structuren heeft deze structuur een betere plasticiteit, vermoeiingssterkte en thermische stabiliteit, maar de breuktaaiheid, duurzaamheid en kruipsterkte zijn slechter.

Omdat deze structuur betere algemene prestaties levert, wordt hij momenteel het meest gebruikt.

Effect van warmtebehandelingsproces op microstructuurevolutie van titaanlegering

Het warmtebehandelingsproces voor titaanlegeringen wordt getoond in Figuur 4.

De belangrijkste parameters die tijdens het proces worden gecontroleerd zijn de temperatuur van de vaste oplossing, de tijd die de vaste oplossing in beslag neemt, de koelmethode (waaronder blussen in waterolieafkoeling en luchtkoeling), ovenkoeling, verouderingstemperatuur en verouderingstijd.

Procesdiagram van een typische warmtebehandeling

Afbeelding 4 Procesdiagram van een typische warmtebehandeling

Effect van de temperatuur van de vaste oplossing op de microstructuur van legering TC21

Figuur 5 toont de microstructuur van TC21 legering bij verschillende vaste oplossingstemperaturen.

Het is te zien dat als de temperatuur van de vaste oplossing toeneemt, de volumefractie van de αp-fase afneemt.

Wanneer de temperatuur van de vaste oplossing hoger is dan Tβ, verdwijnt de αp-fase.

Tijdens de oplossingsbehandeling bij 940 °C buigen en buigen de korrelgrenzen van de β-korrels door de obstructie van de equiaxed αp-fase, zoals de pijl in figuur 5(c) laat zien.

Wanneer een oplossingsbehandeling wordt toegepast bij een temperatuur hoger dan Tβ (d.w.z. 1000°C), verdwijnt de αp-fase.

Naarmate de obstakels voor de beweging van de β korrelgrenzen verdwijnen, groeien de β korrels scherp, met een gemiddelde diameter van ongeveer 300 μm, zoals getoond in Figuur 5(d).

Het is te zien dat de oplossingstemperatuur een significant effect heeft op de microstructuur van de TC21 legering.

Wanneer het (α+β) gebied met twee fasen in vaste oplossing wordt behandeld, zullen de grootte, de morfologie en de verdeling van de αp-fase de grootte van de β-kristalkorrels rechtstreeks beïnvloeden.

De αp fase en β korrelgrootte van de titaanlegering spelen een vitale rol in de mechanische eigenschappen van de legering.

Om de snelle groei van β-korrels te voorkomen, moet de temperatuur van de vaste oplossing van TC21-legering onder Tβ worden gekozen, zodat een relatief geschikte korrelgrootte kan worden verkregen en een tweeledige structuur bestaande uit primaire en secundaire fasen kan worden verkregen.

Het effect van de oplossingstemperatuur op de microstructuur van legering TC21

Figuur 5 Het effect van de oplossingstemperatuur op de microstructuur van de legering TC21

(a)850℃/AC; (b)910℃/AC; (c)940℃/AC; (d)1000℃/AC

Effect van de oplostijd op de microstructuur van de TC21-legering

Figuur 6 toont de microstructuur van de TCIZ-legering na oplossingsbehandeling en luchtkoeling gedurende 4 uur.

Uit de figuren 6, 5(a) en 5(b) kan worden opgemaakt dat de volumefractie en de verdeling van de ap-fase in de TC21-legering niet significant veranderen met een toename van de oplostijd.

Het is duidelijk dat wanneer de oplossingsbehandeling een bepaalde tijd bereikt, de microstructuur van de legering TC21 niet gevoelig is voor de tijd van de oplossingsbehandeling, maar dat de temperatuur van de oplossingsbehandeling een beslissende rol speelt in de vaste oplossingsstructuur van de legering.

Het effect van de oplostijd op de microstructuur van de TC21-legering

Figuur 6 Het effect van de oplostijd op de microstructuur van de TC21-legering

(a) 850℃/4h, AC; (b) 910℃/4h, AC

Effect van koelmethode op microstructuur van TC21-legering

Figuur 7 toont het effect van koelmethoden op de microstructuur van de TC21 legering.

Het is te zien dat de koelmethode een significant effect heeft op de microstructuur van de TC21 legering na oplossingsbehandeling.

Onder WQ en OQ condities wordt door de snellere afkoelsnelheid alleen metastabiele β gevormd, maar geen βT.

Onder wisselstroomomstandigheden wordt een bepaalde hoeveelheid βT gevormd.

De grootte van de αp-fase verkregen onder WQ- en OQ-condities is iets kleiner dan die verkregen onder AC-condities.

Dit verschil is te wijten aan de langzame koelsnelheid van AC, waardoor de αp-fase in de legering volledig kan groeien tijdens het koelproces (waardoor het αp-fasegehalte in de legering toeneemt en de groei onder AC-condities toeneemt).

In het langzamere afkoelingsproces kan de β fase bij hoge temperatuur ook volledig worden getransformeerd tot βT.

Het effect van de koelmethode op de microstructuur van legering TC21

Figuur 7 Het effect van de koelmethode op de microstructuur van legering TC21

(a)910℃/1h, WQ; (b)910℃/1h, OQ; (c)910℃/1h, AC

Effect van verouderingstemperatuur op de structuur van TC21 legering

Figuur 8 toont een microstructuurfoto van de TC21 legering verouderd bij 500°C en 600°C.

Uit figuur 8 blijkt duidelijk dat de structuur van de legering na veroudering bestaat uit αp-fase en βT-fase.

Naarmate de veroudering vordert, groeit de secundaire α-fase en versmelt deze.

De secundaire α-fase neemt geleidelijk toe met toenemende verouderingstemperatuur.

Zoals afgebeeld in Figuur 8(a), (b) en (c) mist bij 500 °C veroudering door de lage verouderingstemperatuur de substabiele β verkregen uit de behandeling in vaste oplossing de drijvende kracht voor ontleding tijdens het verouderingsproces en worden er dus minder secundaire fasen gevormd.

Effect van verouderingstemperatuur op de structuur van legering TC21

Figuur 8 Effect van verouderingstemperatuur op de structuur van legering TC21

  • (a) 910℃/1h,WQ+500℃/6h,AC;
  • (b) 910℃/1h,OQ+500℃/6h,AC
  • (c) 910℃/1h,AC+500℃/6h,AC;
  • (d) 910℃/1h,WQ+600℃/6h,AC
  • (e) 910℃/1h,OQ+600℃/6h,AC;
  • (f) 910℃/1h,AC+600℃/6h,AC

Effect van verouderingstijd op de structuur van TC21 legering

Figuur 9 toont microstructuurfoto's van de TC12 legering verouderd bij 550°C gedurende verschillende tijden.

Figuur 9 laat zien dat met het toenemen van de verouderingsduur de volumefractie van de βT-fase toeneemt, terwijl de grootte van de αp-fase niet significant verandert, maar dat er wel agglomeratie- en groeifenomenen optreden.

De grotere secundaire stripachtige α-fasen lijken ook samen te smelten en te groeien.

Het effect van verouderingstijd op de structuur van legering TC21

Figuur 9 Het effect van verouderingstijd op de structuur van de legering TC21

  • (a) 910℃/1h,WQ+500℃/2h,AC;
  • (b) 910℃/1h,WQ+550℃/12h,AC
  • (c) 910℃/1h,AC+500℃/2h,AC;
  • (d) 910℃/1h,OQ+550℃/12h,AC
  • (e) 910℃/1h,OQ+600℃/2h,AC;
  • (f) 910℃/1h,AC+550℃/12h,AC

Effect van warmtebehandeling op de microstructuur van een typische titaanlegering

Door de omstandigheden van het warmtebehandelingsproces van TC12-legering en Ti60-legering te regelen, worden twee belangrijke typen lamellaire microstructuur en bimodale microstructuur verkregen, zoals getoond in figuur 10.

Het effect van warmtebehandeling op de microstructuur van een typische titaanlegering

Figuur 10 Het effect van warmtebehandeling op de microstructuur van een typische titaanlegering

  • (a) TC21 970℃/1h,FC;
  • (b)TC21 910℃/1h,AC+550℃/6h,AC
  • (c) TC21 910℃/1h,FC+550℃/6h,AC;
  • (d)Ti600 1020℃/2h,AC+650℃/8h,AC
  • (e)Ti600 1005℃/2h,AC+650℃/8h,AC;
  • (f)Ti600 AC+600℃/100h,AC

Figuur 10 laat zien dat de Ti600-legering LM- en BM-structuren kan verkrijgen door de vaste oplossingstemperatuur boven en onder Tb (1010°C) te kiezen.

De dikte van de lamellen in LM-weefsel is 2-3 μm en de volumefractie van αp-fase in BM-weefsel is ongeveer 20%, met een gemiddelde diameter van ongeveer 15 μm.

Figuur 10 (f) toont de microstructuur van Ti600 legering met BM structuur na 100 uur thermische blootstelling (TE) bij 600℃.

De verschillen tussen BM- en BM+TE-weefsels kunnen niet worden onderscheiden aan de hand van de microscopische weefsels in Figuur 10(e) en (f) alleen.

De al-rijke αp-fase in hogetemperatuurtitaanlegeringen neigt ertoe de α2-fase (Ti3Al) te precipiteren tijdens langdurige veroudering of thermische blootstelling.

Door transmissie elektronenmicroscopie werd de α2 fase gevonden in de αp fase van BM weefsel Ti600 legering na thermische blootstelling, zoals weergegeven in figuur 11.

TEM morfologie en geselecteerd gebied elektronen diffractie patroon van α2 fase in Ti600 legering na thermische blootstelling

Figuur 11 TEM morfologie en geselecteerd gebied elektronen diffractie patroon van α2 fase in Ti600 legering na thermische blootstelling

(a) TEM topografie; (b) geselecteerd gebied elektronendiffractiepatroon

Vergeet niet: sharing is caring! : )
Shane
Auteur

Shane

Oprichter van MachineMFG

Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.

Dit vind je misschien ook leuk
We hebben ze speciaal voor jou uitgezocht. Lees verder en kom meer te weten!
Classificatie van molybdeen en molybdeenlegeringen

Classificatie van molybdeen en molybdeenlegeringen

Wat maakt molybdeenlegeringen cruciaal voor de moderne industrie? Dit artikel onderzoekt de classificatie van molybdeen en molybdeenlegeringen en beschrijft hun unieke eigenschappen en toepassingen in omgevingen met hoge temperaturen. Van zuiver molybdeen...
Vormgeheugenlegeringen Ken je ze echt?

Vormgeheugenlegeringen: Ken je ze echt?

Stel je een materiaal voor dat zijn vorm onthoudt, zelfs nadat het gedraaid, gebogen of uitgerekt is. Vormgeheugenlegeringen (SMA's) doen precies dat en transformeren engineering op verschillende gebieden. Dit artikel onderzoekt hoe...

Tappen: Soorten, selectie en vaardigheden uitgelegd

Ooit moeite gehad met het maken van perfecte schroefdraad in uw werkstukken? Dit artikel onthult de geheimen van schroefdraadtappen, een cruciaal proces bij machinale bewerking. Leer hoe u de tapprestaties kunt verbeteren, de juiste...
MachineMFG
Til uw bedrijf naar een hoger niveau
Abonneer je op onze nieuwsbrief
Het laatste nieuws, artikelen en bronnen, wekelijks naar je inbox gestuurd.
© 2024. Alle rechten voorbehouden.

Neem contact met ons op

Je krijgt binnen 24 uur antwoord van ons.