Rhagymadrodd
Mae gan aloion titaniwm fanteision pwysau ysgafn, cryfder penodol uchel, ymwrthedd gwres da a gwrthiant cyrydiad rhagorol, ac fe'u defnyddir yn eang mewn amddiffyniad cenedlaethol, diwydiant milwrol a'r economi genedlaethol. Mae morffoleg microstrwythur yn ffactor pendant sy'n effeithio ar berfformiad aloion titaniwm, sy'n dibynnu'n bennaf ar y cyfansoddiad cemegol, y broses ffugio a'r dull trin gwres. Pan fydd y cyfansoddiad cemegol yn sefydlog, mae ansawdd gofaniadau aloi titaniwm yn cael ei bennu'n bennaf gan y broses ffugio, hynny yw, mae'r microstrwythur gwael a ffurfiwyd yn ystod y broses ffugio yn anodd ei wella gan brosesau triniaeth wres dilynol. Ar yr un pryd, mae aloion titaniwm yn sensitif iawn i baramedrau proses ffugio. Mae tymheredd ffugio yn effeithio ar ymddygiad trawsnewid cyfnod cyflwr solid aloiau titaniwm, ac mae graddfa'r anffurfiad a'r gyfradd anffurfio hefyd yn effeithio ar gyfrannedd, morffoleg, maint a dosbarthiad cam a chyfnod.
Mae TC4 (Ti{3}}6Al-4V) yn aloi titaniwm dau gam martensitig equiaxed a ddatblygwyd gyntaf gan yr Unol Daleithiau ym 1954. Mae ganddo berfformiad cynhwysfawr rhagorol a pherfformiad prosesu ac fe'i defnyddir yn bennaf i weithgynhyrchu cydrannau sy'n cynnal llwyth megis gwyntyllau, disgiau cywasgydd a llafnau peiriannau aero. Mae bellach wedi dod yn aloi titaniwm a ddefnyddir yn eang yn y byd. Gellir dosbarthu ei ficrostrwythur yn bedwar math: strwythur deufodd, strwythur equiaxed, strwythur lamellar a strwythur basged. Mae gwahanol fathau o ficrostrwythur yn cyfateb i wahanol briodweddau mecanyddol. Felly, mae gan astudio dylanwad gwahanol brosesau gofannu ar ficrostrwythur a phriodweddau aloi titaniwm TC4 arwyddocâd peirianneg pwysig.
1. Defnyddiau a Dulliau Arbrofol
Dewiswyd tymheredd gofannu a gradd anffurfio fel paramedrau amrywiol y broses ffugio. Yn seiliedig ar dymheredd trawsnewid cyfnod ( + ) / aloi titaniwm TC4 (985 ~ 990 gradd ), penderfynwyd pedwar tymheredd ffugio. Roedd proses 1 i 4 yn + gofannu, roedd proses 5 yn agos at - ffugio, ac roedd proses 6 yn ffugio. Dewiswyd tair gradd anffurfiad gwahanol ar sail tymheredd ffugio o 950 gradd i archwilio'r swm anffurfiad gorau posibl ar gyfer gofannu confensiynol +.
Maint gwag un darn o far aloi titaniwm TC4 oedd 150mm. Ar ôl gwresogi, cafodd y bar ei ffugio a'i fflatio ar hyd y cyfeiriad radial. Roedd y broses trin gwres anelio postio yn (720 ±10) gradd × 1h + AC, gyda'r nod o ddileu straen mewnol, gwella plastigrwydd a sefydlogrwydd y microstrwythur.
Arsylwyd a dadansoddwyd y microstrwythur gan ddefnyddio microsgop optegol. Cafodd samplau metallograffig eu torri trwy dorri gwifrau, eu mewnosod, eu malu a'u sgleinio i gael y samplau. Yr ysgythriad oedd 3% o doddiant alcohol asid nitrig. Yn unol â gofynion GB/T228.1-2010 a GB/T30758-2014, dyluniwyd a phroseswyd y sbesimenau prawf. Profwyd priodweddau tynnol, modwlws elastig a chymhareb Poisson gan ddefnyddio peiriant profi tynnol EBS-3000 a phrofwr modwlws elastig IET-01, yn y drefn honno. Roedd canlyniadau'r profion yn gyfartaledd o dri mesuriad. Arsylwyd a dadansoddwyd morffoleg yr hollt tynnol gan ddefnyddio microsgop electron sganio. Profwyd caledwch Brinell yn unol â GB/T231.1-2009. Roedd yr offer prawf yn brofwr caledwch digidol HBS-3000. Y grym prawf oedd 612.5N a'r amser dal pwysau oedd 15s. Roedd canlyniadau'r profion yn dri phwynt mesur ar gyfartaledd yn yr un safle â phob sampl.
3 Casgliad
Dadansoddodd y papur hwn ddylanwad gwahanol brosesau ffugio ar y microstrwythur, priodweddau tynnol, morffoleg hollt tynnol a micro-galedwch aloi titaniwm TC4, a daethpwyd i'r casgliadau canlynol:
(1) Pan oedd y tymheredd gofannu yn 920 a 950 gradd, cafwyd pedwar math o strwythurau hafal; pan oedd y tymheredd gofannu yn 985 gradd, cafwyd strwythur bimodal; pan oedd y tymheredd ffugio yn 1020 gradd, cafwyd strwythur lamellar. Roedd ffracsiwn maint a chyfaint grawn cynradd a morffoleg uwchradd yn amrywio'n sylweddol gyda'r tymheredd ffugio a'r radd anffurfio.
(2) Roedd gan y strwythur equiaxed gryfder ychydig yn is ond gallu dadffurfiad plastig gwell; roedd gan y strwythur lamellar y cryfder uchaf, ond oherwydd "brittleness", roedd ei allu dadffurfio plastig yn wael; roedd y strwythur bimodal yn cydbwyso cryfder a phlastigrwydd uchel, ac roedd ei berfformiad cynhwysfawr yn well na pherfformiad y strwythur equiaxed, gan ddangos y byddai cynnwys rhy uchel o gynradd equiaxed yn atal priodweddau mecanyddol TC4.
(3) Nid oedd bron dim parth rheiddiol ar arwynebau hollt tynnol y chwe microstrwythur, sy'n dangos plastigrwydd a chaledwch da, a oedd yn gyson â'r gostyngiad uchel mewn arwynebedd ac elongation. Roedd yr adeiledd equiaxed yn arddangos mecanwaith hollt hydwyth, tra bod y strwythurau deufodd a lamellar yn dangos lled-fecanwaith holltiad.
(4) Cynyddodd caledwch gyda chynnydd tymheredd ffugio a gradd anffurfio. O dan yr un radd anffurfio, pan gynyddodd y tymheredd ffugio o 950 gradd i 1020 gradd, cynyddodd y caledwch 8.5%; o dan yr un tymheredd ffugio, pan gynyddodd y radd anffurfio o 10.7% i 69.6%, cynyddodd y caledwch 4.8%.