Ảnh hưởng của các thông số quá trình ép đẳng tĩnh nóng đến tổ chức và tính chất của hợp kim titan TA15

Hợp kim titan TA15 là một loại hợp kim titan gần alpha tương đương nhôm cao được phát triển độc lập bởi Trung Quốc, có thể được sử dụng cho dịch vụ lâu dài ở nhiệt độ 540 độ. Thành phần danh nghĩa của nó là Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V. Hợp kim này có khả năng chống rão, chống ăn mòn và hiệu suất hàn tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận kết cấu cho các loại máy bay, động cơ và tên lửa. Công nghệ ép đẳng nhiệt nóng luyện kim bột có thể nhận ra sự hình thành tích hợp của hợp kim titan, tinh thể mịn và không có đặc tính phân tách có thể làm cho các bộ phận có được đặc tính tổ chức tuyệt vời, để tránh nóng chảy và đổ, rèn phôi mở và các quá trình năng lượng cao khác, thông qua việc tạo hình gần lưới có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ sử dụng hợp kim titan.

Nghiên cứu ép đẳng tĩnh nóng hợp kim titan TA15 chủ yếu tập trung vào hai khía cạnh, một mặt, như một phương tiện để loại bỏ các khuyết tật luyện kim bên trong của việc đúc hợp kim TA15, nghiên cứu trạng thái ép đẳng tĩnh nóng khác nhau của các tính chất của hợp kim ZTA15 và tổ chức định luật thay đổi; mặt khác, việc sử dụng phương pháp luyện kim bột để chuẩn bị hợp kim TA15, hợp kim titan bột TA15 thông qua quá trình ép đẳng nhiệt nóng, nghiên cứu sự phát triển của tổ chức và thay đổi hiệu suất. Nghiên cứu về sự phát triển của tổ chức và những thay đổi về hiệu suất. Hiện nay, có rất ít báo cáo nghiên cứu một cách có hệ thống về ảnh hưởng của các thông số ép đẳng tĩnh nóng đến tổ chức và tính chất.

Trong nghiên cứu này, phương pháp biến đổi được kiểm soát được sử dụng để thực hiện các thử nghiệm ép nóng đẳng nhiệt ở nhiệt độ cao và áp suất cao trên bột hợp kim titan TA15 có cùng phạm vi kích thước hạt, chọn nhiệt độ tải khớp nối nhiệt khác nhau, thời gian giữ và giá trị áp suất, và mô tả cấu trúc vi mô của hợp kim và xác định kích thước hạt trung bình, để thu được ảnh hưởng của sự kết hợp nhiệt độ và áp suất đến sự phát triển và tính chất cấu trúc vi mô của bột hợp kim titan, và để thu được kết quả của sự phát triển cấu trúc vi mô và tính chất của bột ở các nhiệt độ khác nhau , áp suất và thời gian giữ. Sự phát triển cấu trúc vi mô và đường cong hiệu suất của hợp kim titan dạng bột trong các điều kiện nhiệt độ, áp suất và thời gian giữ khác nhau được lấy để cung cấp tài liệu tham khảo cho việc phát triển các bộ phận tạo đẳng nhiệt nóng của hợp kim TA15 cho các ứng dụng hàng không vũ trụ.

Bột hợp kim titan TA15 nguyên tử hóa hình cầu ban đầu được sử dụng, thành phần cụ thể được thể hiện trong Bảng 1, độ cầu lớn hơn hoặc bằng 99% và sử dụng ống bọc bằng thép cacbon, kích thước của nó là ϕ60 mm×100mm, bột được đổ đồng đều vào ống bọc thép carbon và tiến hành hàn kín trên ống bọc hình trụ, nhiệt độ gia nhiệt hàn kín là 600 độ và hút chân không đến {{6 }}Bố. Ống bọc hàn kín phải chịu thử nghiệm ép trong lò ép đẳng tĩnh nóng, và nhiệt độ, thời gian giữ, áp suất và ba bộ điều kiện thử nghiệm, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất và thời gian giữ được xác định tương ứng. Sau khi niêm phong và hàn, phong bì được ép trong lò ép đẳng tĩnh nóng và thử nghiệm được thực hiện từ nhiệt độ, thời gian giữ, áp suất và ba bộ thông số: (1) nhiệt độ được đặt ở 910 độ, 930 độ và 950 độ, thời gian là 180 phút và áp suất là 130MPa; (2) áp suất được đặt ở mức 110 độ, 130 độ và 150MPa, và thời gian là 180 phút; (3) thời gian được đặt ở 90 độ, 180 phút và 240 phút, nhiệt độ được đặt ở 930 độ và áp suất là 130MPa. JSM-6630Kính hiển vi điện tử quét LV được sử dụng để quan sát và mô tả cấu trúc vi mô và hình thái của hợp kim TA15, đồng thời việc thống kê và phân tích khoảng cách các thanh và hàm lượng hạt đều được thực hiện thông qua phần mềm IPP và các tính chất cơ học của hợp kim các mẫu thử đã được thử nghiệm bằng máy thử cơ học 5887-E2-GE với tải trọng lớn hơn 500N và tốc độ kéo là 0.45-4.5 mm/phút và kết quả thử nghiệm được lấy từ năm mẫu thử có tải trọng lớn hơn 500N và độ bền kéo 0.45-4.5 mm/phút và kết quả thí nghiệm được lấy từ 5 mẫu thử có tải trọng lớn hơn 500N. Kết quả thử nghiệm được tính trung bình trên 5 mẫu.
Phần kết luận

(1) Độ bền kéo và cường độ năng suất của hợp kim TA15 cho thấy sự thay đổi tăng dần và sau đó giảm dần khi tăng áp suất lò, thời gian giữ và nhiệt độ, trong khi độ giãn dài và độ co của mặt cắt cho thấy xu hướng giảm dần và sau đó tăng lên khi tăng áp suất và thời gian và giảm dần khi nhiệt độ tăng.

(2) Khi quá trình ép đẳng nhiệt nóng là 930 độ ×130 MPa × 3h, hợp kim TA15 là một tổ chức giỏ lưới điển hình, với hàm lượng khoảng cách giữa các thanh và các hạt đều trục thấp, và các tính chất cơ học ở nhiệt độ phòng của phôi thu được từ hợp kim TA15 có thể đạt đến mức độ rèn đồng nhất, với giá trị độ bền kéo trung bình lên tới 952,3MPa, giá trị độ giãn dài trung bình lên tới 17,1% và cường độ năng suất là 866.3MPa, với độ co tiết diện là 47,9%. Giá trị trung bình của độ bền kéo lên tới 952,3MPa, giá trị độ giãn dài trung bình lên tới 17,1%, cường độ chảy là 866.3MPa và độ co rút của mặt cắt là 47,9%.