Ewolucja mikrostruktury i optymalizacja właściwości blachy walcowanej na gorąco ze stopu tytanu TA10

W ekstremalnych środowiskach usługowych, takich jak przemysł petrochemiczny, przemysł stoczniowy, energetyka jądrowa i środowiska morskie, materiały stają w obliczu wielu wyzwań, takich jak wysoka temperatura, wysokie ciśnienie i silna korozja, które stawiają wysokie wymagania dotyczące kompleksowych właściwości materiałów, zwłaszcza odporności na korozję. Tytan i stopy tytanu wyróżniają się niską gęstością, wysoką wytrzymałością, wysoką ciągliwością i doskonałą odpornością na korozję i stały się kluczowymi materiałami w tych dziedzinach. Jednakże odporność na korozję stopów tytanu w pewnych warunkach, takich jak odporność na korozję w wyniku redukcji kwasów i korozję szczelinową, nadal wymaga poprawy. Z tego powodu opracowano stop tytanu TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni), który nie zawiera metali rzadkich, ma doskonałą przetwarzalność i doskonałą odporność na kwasy redukujące, wysoką temperaturę korozję chlorkową i korozję szczelinową i jest szeroko stosowany w wielu ważnych dziedzinach.
Pomimo wielu zalet stopu tytanu TA10, głównym czynnikiem ograniczającym jego szerokie zastosowanie jest nadal jego wysoki koszt. Wynika to głównie z wysokich kosztów surowców gąbki tytanowej, złożoności procesu wielokrotnego topienia próżniowego i długiego przebiegu przetwarzania. Aby obniżyć koszty i poprawić efektywność produkcji, innowacyjnym procesem produkcyjnym stało się zastosowanie topienia wiązką elektronów w połączeniu z technologią walcowania na gorąco do przygotowania zwojów taśm ze stopu tytanu TA10. Proces ten nie tylko znacznie skraca przebieg przetwarzania, ale także zwiększa wydajność i zmniejsza całkowity koszt.

Niedawno Uniwersytet Technologiczny w Shenyang oraz Instytut Metali Chińskiej Akademii Nauk i zespół badawczy Yunnan Titanium Industry w czasopiśmie „Odlewy specjalne i stopy nieżelazne” opublikowały najnowsze wyniki badań, dogłębną dyskusję na temat walcowania na gorąco w temperaturze 930 stopni mikrostruktura płyty ze stopu tytanu TA10 i właściwości mechaniczne uderzenia w temperaturze pokojowej. Z badań wynika, że ​​proces walcowania na gorąco skutecznie udoskonala mikrostrukturę stopu tytanu TA10, tworząc złożoną strukturę złożoną z osnowy, cząstek Ti2Ni na granicach ziaren oraz cząstek drobnofazowych rozproszonych w osnowie. Ta cecha mikrostruktury nie tylko zwiększa odporność korozyjną materiału, ale także sprawia, że ​​jego właściwości mechaniczne wykazują silną anizotropię, szczególnie w kierunku poprzecznym, moduł Younga, granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie są lepsze niż w kierunku walcowania.
Omówienie metodologii badań:
Przygotowanie materiału: płyty ze stopu Ti-0.3Mo-0.8Ni stopiono w piecu zimnołożowym z wiązką elektronów, a następnie poddano obróbce antyutleniającej i wstępnemu podgrzaniu do 930 stopni w celu utrzymania, a na koniec walcowano w płyty o grubości 3 mm przez walcarkę gorącą o średnicy 1450 mm.
Analiza mikrostruktury: Za pomocą mikroskopu metalurgicznego, skaningowego mikroskopu elektronowego i transmisyjnego mikroskopu elektronowego, w połączeniu z analizą elementarną EDS, obserwowano i szczegółowo analizowano mikrostrukturę płyt odlewanych i walcowanych.
Badanie właściwości mechanicznych: Przygotuj próbki do rozciągania zgodnie ze standardowymi metodami i przetestuj właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej na elektronicznej maszynie do badania rozciągania, w tym granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie i inne kluczowe wskaźniki.
Najważniejsze wyniki badań:
Proces walcowania na gorąco znacząco poprawia mikrostrukturę stopu tytanu TA10, rozdrobnia ziarna i sprzyja rozproszonemu rozkładowi cząstek fazy -.
Walcowany arkusz ma doskonałe właściwości mechaniczne poprzeczne, co zapewnia silne wsparcie dla aplikacji materiału w różnych kierunkach.
Badanie ujawniło wewnętrzne powiązanie pomiędzy mikrostrukturą a właściwościami mechanicznymi, co stanowi naukową podstawę do dalszej optymalizacji i zastosowania stopu tytanu TA10.
Podsumowując, badanie ewolucji mikrostruktury i optymalizacja właściwości blachy walcowanej na gorąco ze stopu tytanu TA10 nie tylko dostarcza nowego pomysłu na tanie i wysokowydajne przygotowanie materiałów ze stopu tytanu, ale także stanowi solidną podstawę do poprawy kompleksowe działanie materiału w ekstremalnych warunkach pracy.