השפעת תהליך החישול על תכונות מכניות של מוט טיטניום Ti-811

סגסוגת טי-811 טיטניום (Ti-8Al-1Mo-1V) היא סגסוגת טיטניום כמעט עמידה בחום מסוג A. יש לה יתרונות רבים כמו טמפרטורת חדר גבוהה וחוזק טמפרטורות גבוהות, יציבות תרמית טובה וביצועי זחילה בטמפרטורה גבוהה. הוא משמש בעיקר בחלקים מסתובבים במהירות גבוהה כגון דיסקיות מדחס מנוע מטוסים ולהבי רוטור שלב ראשון עד שלישי. רכיבים אלה, בשימוש בסביבות עבודה קשות במשך זמן רב , חייב להיות בעל תכונות מכניות טובות בטמפרטורת החדר ובטמפרטורה גבוהה, במיוחד יציבות תרמית גבוהה ותכונות זחילה בטמפרטורה גבוהה, מכיוון שמאפיינים אלה לא רק קובעים את חיי השירות של הסגסוגת אלא גם קובעים את ביצועי המנוע. לכן, זה מאוד הכרחי לחקור את הקשר בין המבנה והביצועים של חומר מוט טיטניום Ti-811.

מאמר זה דן בהשפעה של תהליך החישול על המיקרו-מבנה והתכונות המכניות של מוטות סגסוגת טי-811, ומנתח באופן השוואתי את המיקרו-מבנה, המאפיינים המכניים ורמות זיהוי הפגמים האולטרא-קולי של שלושת תהליכי החישול, מה שמספק בסיס ל- ייצור ופיתוח תעשייתי של ברים מסגסוגת טי{1}}. מספקים התייחסות תיאורטית ובסיס לשיפור התהליך.

באמצעות ניתוח נתונים ניסויים, אנו יכולים לראות שההבדל בתכונות המתיחה בטמפרטורת החדר של מוטות סגסוגת טיטניום Ti{{0}} תחת שני התהליכים הוא קטן, וההבדל בחוזק אינו משמעותי, ושניהם עומדים בדרישות הסטנדרטיות. מכיוון שגם למבנה שווה-הציר וגם למבנה הדו-מצבי Ti-811 מוט סגסוגת טיטניום יש יציבות תרמית טובה, ההבדל ביציבות התרמית לאחר חשיפה תרמית של 100 שעות ב-400 מעלות קטן, אך ביצועי הזחילה של תהליך A גדולים מ-0.2%, אינם עומדים בדרישות תקני המוצר. תכונות הזחילה של תהליכים B ו-C שניהם פחות מ-0.2%, שיכולים לעמוד בדרישות תקן המוצר ובתהליך C מראה תכונות זחילה טובות יותר בטמפרטורה גבוהה. בהתבסס על הניתוח של איורים 2 ו-3, מאמינים שהתכולה היחסית של a ראשונית ו-a משנית במבנה המחושל של מוטות סגסוגת טי{12}}, כמו גם לצורה של a משני, יש השפעה רבה יותר על מאפייני הזחילה שלו. כאשר תוכן ה-a הראשי נמוך, ביצועי הזחילה טובים יותר מאשר כאשר תוכן ה-a הראשי גבוה. ביצועי הזחילה טובים יותר כאשר ה-a המשני מופץ על ה-p המטריצה ​​היא בצורת מחטים עדינות עם אוריינטציה מקומית עקבית. הסיבה לכך היא כי בצורת רצועה במבנה המיקרו יש עמידות טובה יותר לזחילה מאשר אאיזומטרית. בתהליך הזחילה האיטי, עיוות ההחלקה של המבנה שווה-הציר מתחיל מגרגרים בודדים. ככל שהמתח גדל, ההחלקה תופסת יותר גרגירים ואז מתפשטת לגרגירי ה-p שמסביב, כך שחללי זחילה מתגלעים לאט, אך ברגע שהריק נוצר נוצר, הוא יכול להתרחב במהירות כדי ליצור שבר מעין מחשוף.

רמת העומס של המוטות המתקבלת בתהליך C היא בטווח של 0.8-12dB במהלך בדיקות אולטרסאונד, וזה מקובל; דרישות התקן של המוצר עבור מוטות סגסוגת טיטניום Ti-811 עבור להבים דו-פדאליים. זה גם מראה שהגדלת טמפרטורת החישול של מוטות סגסוגת טיטניום Ti-811, הפחתת התנגדות לעיוותים והגדלת יכולת החישול של המוטות יכולה למעשה לשפר את אחידות המבנה שלו ולשפר את רמת זיהוי הפגמים שלו.

באמצעות שלוש בדיקות תהליכי חישול, השוואה וניתוח מקיפים של נתוני הבדיקה על מבנה המיקרו, המאפיינים המכניים ורמת זיהוי הפגמים האולטראסוניים של מוטות מסגסוגת טי-811 בתהליכים שונים, הגענו למסקנות הבאות:

• לטמפרטורת החישול יש השפעה משמעותית על המיקרו-מבנה של מוטות סגסוגת טי-811. כאשר הטמפרטורה נמוכה יותר, התוכן העיקרי במבנה המוט גבוה יותר והשלב המשני משקע פחות; לאחר שטמפרטורת החישול היא גדל באופן מתאים, התוכן העיקרי ירד באופן משמעותי, והמשקעים של שלב משני דמוי מחט עדינות גדלו.

• לתוכן ה-a הראשי ולצורת ה-a המשנית המופצת על מטריצת p יש השפעה רבה על ביצועי הזחילה. פחות ראשוני ומבנה משני דמוי מחט עדינה יכול להשיג עמידות טובה לזחילה.

• טמפרטורת החישול עולה, מה שמגביר את יכולת הזיוף של מוטות מסגסוגת טי-811. לאחר שהחתיכות הארוכות או הגדולות נשברו לחלוטין, המבנה הופך לאחיד יותר, ובכך משפר את רמת זיהוי הפגמים האולטראסוניים.