Wpływ obróbki termomechanicznej na zmiany mikrostruktury stopu tytanu Ti600

Wraz z szybkim rozwojem przemysłu lotniczego, aby sprostać wymaganiom nowych konstrukcji samolotów, kraje na całym świecie konkurują w opracowywaniu stopów tytanu do długotrwałego stosowania w temperaturach powyżej 600 stopni. Obecnie rozwój wysokotemperaturowych stopów tytanu koncentruje się głównie na układzie Ti-A1-Zr-Sn-Mo-Si. Kraje opracowały kilka wysokotemperaturowych stopów tytanu o doskonałych parametrach do stosowania w temperaturze 600 stopni, i ta seria stopów okazała się najskuteczniejszym systemem wysokotemperaturowych stopów tytanu. Stop Ti600 jest rodzajem wysokotemperaturowego stopu tytanu typu bliskiego alfa, opracowanego przez Northwest Research Institute of Metale nieżelazne i jest przeznaczony głównie do wymagań zastosowań silników lotniczych. Stop Ti600 to wysokotemperaturowy stop tytanu typu bliskiego alfa opracowany przez Instytut Badań nad Metalami Nieżelaznymi Northwest i przeznaczony głównie do zastosowań w silnikach lotniczych. Jego skład opiera się na powyższej serii stopów z dodatkiem pierwiastka ziem rzadkich Y, który jest zgodny ze standardem konstrukcyjnym dla wysokotemperaturowych stopów tytanu i dlatego oczekuje się, że stanie się materiałem lotniczym. Do produkcji specjalnych komponentów w kształcie tarcz i łopatek sprężarki uważa się za niezbędną optymalizację warunków obróbki termomechanicznej w celu kontrolowania właściwości mikrostruktury i właściwości mechanicznych. Dlatego wyjaśnienie związku pomiędzy mikrostrukturą a parametrami obróbki termomechanicznej jest niezbędne przy produkcji stopów tytanu Ti600.

Materiałem użytym do testu był stop tytanu Ti600 o nominalnym składzie (% wag.) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr -0.5Mo-0.4Si-0.1Y, a jego temperatura przejścia wynosiła około 1010 stopni. Materiałem użytym do testu był stop tytanu Ti600 o nominalnym składzie (% wag.) Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo{{20 }}.4Si-0.1Y. Pręty ze stopu Ti600 w stanie dostawy zostały poddane kuciu w strefie fazowej, a wyjściowa mikrostruktura składała się z lameli o długości 30-40 μm × 2 μm szerokości oraz fazy masywnej, która stanowiła około 10% drobnej przemiany matryca. Badania izotermicznego ściskania przeprowadzono na sterowanym komputerowo symulatorze termicznym Gleeble-1500 przy zakresie temperatur odkształcania od 800 do 1100 stopni, szybkościach odkształcania 0,001, 0,01, 0,1, 1 i 10 s-1 oraz bardzo ściskająca próbka wynosząca 70%. Natychmiast po ściskaniu termicznym próbki hartowano w wodzie, aby zabezpieczyć organizację odkształconą termicznie. Wyniki testu wykazały, że:
Temperatura odkształcenia ma duży wpływ na mikrostrukturę. Podczas obróbki w temperaturach poniżej temperatury przejścia (800 do 950 stopni) w zdeformowanych próbkach wyraźnie stwierdzono dynamiczną sferoidyzację wraz ze wzrostem temperatury. Podczas obróbki w temperaturach wyższych od temperatury przejściowej (1000 do 1100 stopni) wydłużenie ziaren następowało w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku kucia. W obrębie transformowanych ziaren stwierdzono nieciągłe igiełkowe płatki martenzytyczne.
Szybkość odkształcania całkowicie wpływa na odkształcenie stopu Ti600. Wraz ze wzrostem szybkości odkształcania (0,1-10 s-1) wydłużone płatki skręcały się bardziej, a pęknięcie organizacji płytkowej było wyraźnie widoczne w warunkach przetwarzania +.
Mechanizm zmiękczania stopów Ti600 prasowanych na gorąco w temperaturze 1000 do 1100 stopni polega głównie na restytucji dynamicznej, a powstawanie podkryształów i ścianek dyslokacji jest typowymi cechami mikrostrukturalnymi obserwowanymi w pojedynczej fazie.
Przetwarzanie w obszarze fazy + (800 do 950 stopni) zmniejsza zarówno naprężenia reologiczne wraz ze wzrostem temperatury, jak i zmniejszającą się szybkością odkształcania. Mechanizm zmiękczający polega głównie na dynamicznej sferoidyzacji arkuszy w ziarnach.