Effetto del processo di forgiatura sulla microstruttura e sulle proprietà meccaniche della barra di titanio TA11

La lega di titanio TA11 (Ti-8Al-1Mo-1V) è una lega di titanio resistente al calore di tipo quasi A. Presenta molti vantaggi come resistenza alle alte temperature a temperatura ambiente elevata, buona stabilità termica e prestazioni di scorrimento ad alta temperatura e viene utilizzato principalmente per parti rotanti ad alta velocità come il disco del compressore del motore dell'aereo e le pale del rotore a 1 ~ 3 stadi. Questi componenti, utilizzati per lungo tempo in ambienti di lavoro difficili, devono avere buone proprietà meccaniche a temperatura ambiente e ad alta temperatura, in particolare elevata stabilità termica e proprietà di creep ad alta temperatura, poiché queste proprietà non solo determinano la durata di servizio della lega ma determinano anche la sicurezza e affidabilità del motore, quindi è molto necessario studiare la microstruttura e le proprietà dei materiali delle aste di titanio TA11.

Attraverso l'analisi dei dati sperimentali, possiamo vedere che la differenza nelle proprietà di trazione a temperatura ambiente delle aste in lega di titanio TA11 durante i due processi è piccola e la differenza di resistenza non è grande e soddisfano tutte i requisiti standard. Poiché la struttura equiassiale e la struttura bimorfica della barra in lega di titanio TA11 hanno una buona stabilità termica, anche le prestazioni di stabilità termica dopo l'esposizione al calore a 400 gradi e 100 ore sono piccole, ma le prestazioni di scorrimento della barra Un processo è superiore allo 0,2%, che non soddisfa i requisiti della norma di prodotto. Le prestazioni di scorrimento dei processi B e C sono inferiori allo 0,2%, il che può soddisfare i requisiti degli standard di prodotto, e il processo C mostra migliori prestazioni di scorrimento ad alta temperatura. In combinazione con l'analisi della Figura 2 e della Figura 3, si conclude che il contenuto relativo di a primario e secondario nel tessuto di forgiatura della barra di lega di titanio TA11, nonché la morfologia di a secondario, hanno una grande influenza sul suo scorrimento viscoso. proprietà. Le prestazioni di scorrimento sono migliori quando il contenuto di A primario è inferiore rispetto a quando il contenuto di A primario è elevato, e le prestazioni di scorrimento sono migliori quando l'A secondario distribuito sulla matrice P è un ago sottile con orientamento locale coerente. Questo perché la striscia A nella microstruttura è più resistente allo scorrimento rispetto all'equiassico A. Nel processo di scorrimento lento, la deformazione di scorrimento della struttura equiassiale inizia dai singoli grani A, e con l'aumento delle variabili di deformazione, i grani A occupati dallo scorrimento occupa più espansione ai grani P circostanti, quindi il nucleo della cavità di scorrimento è in ritardo, ma una volta che la cavità si è formata, può espandersi rapidamente e formare una frattura quasi-scissione.

La barra ottenuta dal processo C ha un livello di disturbo di 0.8-12dB nei test a ultrasuoni, che è tutto compreso; Requisiti standard di prodotto per aste in lega di titanio TA11 per lame bipedi. Ciò dimostra anche che l’aumento della temperatura di forgiatura della barra in lega di titanio TA11, la riduzione della resistenza alla deformazione e l’aumento della permeabilità alla forgiatura della barra possono effettivamente migliorare l’uniformità della sua microstruttura e migliorare il livello di rilevamento dei difetti.

Attraverso tre test del processo di forgiatura, un'analisi comparativa completa dei dati di test della barra in lega di titanio TA11 in termini di microstruttura, proprietà meccaniche e livello di rilevamento dei difetti a ultrasuoni in diversi processi, siamo giunti alle seguenti conclusioni:

1) L'influenza della temperatura di forgiatura sulla microstruttura della barra in lega di titanio TA11 è evidente e, quando la temperatura è bassa, il contenuto primario nel tessuto della barra è maggiore e la fase secondaria è meno precipitata; Dopo aver aumentato adeguatamente la temperatura di forgiatura, il contenuto del primario A è diminuito in modo significativo e la fase secondaria A aghiforme fine precipitata è aumentata.

2) Il contenuto di A primario e la morfologia di A secondario distribuito sulla matrice P hanno una grande influenza sulle prestazioni di creep, e meno A primario più tessuto A secondario fine aghiforme possono ottenere una buona resistenza al creep.

3) La temperatura di forgiatura aumenta, il che aumenta la permeabilità della forgiatura della barra in lega di titanio TA11 e la struttura è più uniforme dopo che la striscia lunga o la grande A sono completamente rotte, migliorando così il livello di rilevamento dei difetti ad ultrasuoni.