Побољшање микроструктуре и својстава легуре титанијума ТЦ4 жарењем
Титанијум и његове легуре се широко користе у ваздухопловној, аутомобилској, хемијској и поморској индустрији због својих предности као што су ниска густина, висока специфична чврстоћа и одлична отпорност на корозију.ТЦ4легура титанијума садржи 6% -елемента за стабилизацију фазе Ал и 4% -елемента за стабилизацију фазе В, који припада типичној + двофазној-топлотно ојачаној- легури титанијума Ти-Ал-В система. Има добре механичке особине и обрадивост и може да се преради у-полупроизводе као што су шипке, профили, лимови и отковци, које људи све више воле.
Тренутно се домаћа истраживања углавном фокусирају на својства високе{0}}температуре, својства пузања и термичку стабилност легуре титанијума ТЦ4, али још увек постоји релативно мало истраживања о оптимизацији њених практичних перформанси кроз разумне процесе топлотне обраде. У раду се проучава утицај процеса термичке обраде на микроструктуру и механичка својства материјала подвргавањем лимова од легура титанијума ТЦ4 различитим процесима топлотне обраде, што има важан теоријски и практични значај.
Прво, титанијумски сунђер,-алуминијум високе чистоће (99,99%) и легура алуминијума-ванадијума су растопљени у вакуумској води-хлађеној бакарној пећи са лонцем без-потрошне пећи под електромагнетним мешањем и заштитом од аргона. Састав легуре након топљења (по масеном уделу, %) је био: 6,29Ал, 4,14В, 0,029Фе, 0,023Ц, 0,19О, а остатак је Ти. Да би се обезбедила уједначеност хемијског састава узорака, шипке од легуре титанијума ТЦ4 су припремљене троструким претапањем и ваљањем у лимове од титанијума дебљине 3мм, након чега је уследило-жарење за ублажавање напона на 650 степени током 4 сата. Након тога, жарени листови су обрађени у узорке за посматрање микроструктуре и узорке за испитивање затезања, и подвргнути су следећа три различита процеса термичке обраде:
1. Третман жарењем: 790 степени × 3 сата, хлађење пећи.
2. Гашење раствора: 980 степени × 1 сат, хлађење водом.
3. Старење раствора: 980 степени × 1 сат, хлађење водом + 580 степен × 8 сати, хлађење пећи.
Сви узорци након термичке обраде подвргнути су микроструктурној анализи и испитивању затезних својстава.
Утицај топлотне обраде на микроструктуру и својства легуре титанијума ТЦ4
1. Третман жарењем
Након жарења долази до рекристализације у обе фазе материјала. Долази до рекристализације -фазе, са полигоналним ситним зрнцима који се таложе у деформисаној матрици; рекристализована -фаза преципитира секундарну -фазу. Коначна микроструктура представља -фазу равномерно распоређену на матрици -фазне трансформације, са укупном униформном микроструктуром. Жарење елиминише унутрашње напрезање, побољшава пластичност и микроструктурну стабилност, али доводи до смањења чврстоће и тврдоће.
2. Гашење раствора
Након гашења раствора, однос ширине и висине -ламела значајно се смањује, равне -ламеле постају уврнуте, а континуални -фазни интерфејс се уништава, формирајући ламеларну или кошасту{3}}фазу -ткања. Због брзог хлађења из региона високих-температура, -фаза нема довољно времена да се потпуно трансформише у -фазу, што резултира формирањем метастабилне -фазе. На собној температури, микроструктура се углавном састоји од мартензитне '' и метастабилне -фазе, која показује повећану чврстоћу и тврдоћу, али значајно смањење дуктилности.
3. Старење раствора
После старења раствора, део мартензитне '' и метастабилне -фазе се разлаже, претварајући се у стабилну дисперговану -фазу и -фазу. У поређењу са жарењем, чврстоћа и тврдоћа се додатно побољшавају након старења, али се дуктилност благо смањује. Кроз свеобухватну анализу, процес старења раствора побољшава свеобухватна својства легуре титанијума.
Закључак
Истраживање ТЦ4 лимова од легуре титанијума кроз различите процесе топлотне обраде показује да:
● Третман жарењем може побољшати пластичност и микроструктурну стабилност, али смањује снагу и тврдоћу.
● Кашење раствором значајно побољшава снагу и тврдоћу, али значајно смањује дуктилност.
● Старење раствора, у извесној мери, балансира захтеве за чврстоћом, тврдоћом и дуктилношћу, значајно побољшавајући свеобухватне особине материјала.
Разуман избор процеса термичке обраде је од великог значаја за оптимизацију механичких својстава легуре титанијума ТЦ4, пружајући техничку подршку за њену примену у областима високих{1}}учинака као што је ваздухопловство.
