Titano lydinio plokštės terminio apdorojimo procesų tyrimas

Titanas, kaip atspari korozijai konstrukcinė medžiaga, plačiai naudojamas kosmoso, naftos chemijos, druskos gamybos, spausdinimo ir dažymo, farmacijos, maisto, jūros vandens gėlinimo ir kt. titano, kuris turi įtakos tarnavimo laikui. Siekdami išspręsti gryno titano plyšinės korozijos problemą esant aukštai temperatūrai ir didelei chlorido koncentracijai, žmonės sukūrė naujo tipo titano lydinį --- Ti-0.2Pd lydinį. Lydinys gali atsispirti lokalizuotai korozijai redukcinėje terpėje ir karštuose koncentruotuose chloriduose, tačiau dėl pridėto tauriojo metalo paladžio kaina yra didelė, todėl jo naudojimas buvo ribotas. vidurio-1970, Jungtinių Valstijų korporacija Titanium Metals sukūrė Ti-0.3Mo-0.8Ni lydinį. Lydinys yra beveik tipo titano lydinys, turi gerą atsparumą plyšinei korozijai aukštoje temperatūroje, didelę chlorido koncentraciją, gali iš dalies pakeisti didesnę Ti-0.2Pd lydinio [3-4] kainą. Jungtinėse Amerikos Valstijose, Jungtinėje Karalystėje, Rusijoje, Japonijoje, Prancūzijoje, Vokietijoje ir tt standartą, ir pradėti pramoninę gamybą.
198 0-aisiais Kinija pradėjo apdoroti Ti-0.3Mo-0.8Ni lydinio medžiagas ir taikyti tyrimus, tačiau taip pat įtraukta į mūsų standartus (atitinkančius Kinijos TA10) ir gryname titane gali atsirasti plyšių korozijos aplinka. Pavyzdžiui, 1985 m. kovo mėn. jis buvo pritaikytas vakuuminės druskos gamybos Xiangli druskos kasykloje šildymo kamerai, o 1986 m. balandį - magnio chlorido garinimo rezervuaro Tanggu druskos ūkyje šildymo kamerai. „Nanjing Baotai Special Materials Company“ užsakė titano ir plieno kompozicines medžiagas kalio trąšų projekto gamybos padaliniui užsienyje. Kompozitinės medžiagos danga yra 3 mm storio TA10 titano lydinio lakštas. Pagal GB/T3621-2007 „titano ir titano lydinio plokštės“ standartą, įprastinė plokštė turi atitikti A klasės reikalavimus, trūkimo pailgėjimas gali siekti 18 %, o vėlesnė plokštė, naudojama suvirinimui sprogdinant, turi atitikti A klasės reikalavimus. atitikti B klasės reikalavimus, pailgėjimas trūkimo metu turėtų siekti daugiau nei 25%. Sprogimo kompoziciniam procesui, atitinkančiam titano lydinio plokščių plastiškumo reikalavimus, gali būti naudojama kaip žaliava, pagaminta iš mažo kietumo 0 titano kempinės plokštės, kad būtų pasiektas tolesnis plastiškumo indekso reikalavimų procesas, tačiau tai neišvengiamai padidins žaliavų kainą. . Šiame eksperimente 2 klasės titano kempinė naudojama kaip žaliava TA10 titano lydinio lakštui paruošti, tiriant įvairias terminio apdorojimo sistemas, susijusias su TA10 titano lydinio lakštų struktūra ir savybėmis, siekiant ištirti tinkamą terminio apdorojimo sistemą, siekiant gauti plastiškumo indeksas, kad atitiktų tolesnio sprogimo kompozicinio proceso TA10 titano lydinio lakšto reikalavimus.

1 Eksperimentas

1.1 Eksperimentinės medžiagos 2 kempinės titano, nikelio ir molibdeno tarpinis lydinys, po dviejų vakuuminio savaiminio sunaudojimo lydymosi, kad būtų paruoštas 560 mm skersmens TA10 titano lydinio luitas, jo cheminė sudėtis parodyta 1 lentelėje. ruošiniai, frezavimas, šlifavimas ir kiti procesai, pagaminti iš karštai valcuotų plokščių, o po to 1680 m. valcavimo staklyne dviem ugnimi susukti į 3,0 mm storio plokštę. 1 pav. valcavimo valstybės TA10 titano lydinio plokštės metalografinės nuotraukos, jos labai smulkios juostos valcavimo būsenos deformacijos organizavimas. 2 lentelėje parodytos valcuoto TA10 titano lydinio lakšto mechaninės savybės kambario temperatūroje.

1.2 Terminio apdorojimo terminio apdorojimo bandymas naudojant SX2-2.5-10 atsparumo krosnį, temperatūros paklaida ± 5 °C. TA10 titano lydinys yra beveik tokio tipo lydinys, aušinimo greitis turi mažai įtakos Atsižvelgiant į jos organizaciją ir savybes, atkaitinimo temperatūra paprastai turėtų būti parinkta žemiau + / fazės perėjimo taško 120-200 ° C. + / fazės pereinamojo taško temperatūra + / fazės pereinamojo taško taškas. Todėl terminio apdorojimo bandiniai buvo supjaustyti ant 3,0 mm storio karšto valcavimo TA10 titano lydinio plokščių ir atkaitinti skirtingomis temperatūromis, atkaitinimo temperatūros 550, 600, 650, 700, 750 ir 800 laipsnių, laikymo laikas 30 min., o aušinimo metodas. buvo oro aušinimas. Mėginiai buvo paimti iš atkaitintų plokštelių mikrostruktūros stebėjimui ir mechaninių savybių bandymams, siekiant ištirti tinkamą atkaitinimo temperatūrą. Atkaitinimo temperatūroje, atkaitinimo apdorojimo metu su skirtingu laikymo laiku, laikymo laikas buvo atitinkamai 15, 30, 60, 120, 180 min., paimkite mėginius, kad stebėtumėte plokštelės mikrostruktūrą po atkaitinimo skirtingą laiką ir patikrintumėte mechanines savybes ir galiausiai gautumėte. tinkama terminio apdorojimo sistema.

2 Rezultatai ir aptarimas

2.1 Terminio apdorojimo temperatūros įtaka plokštės TA10 titano lydinio karšto valcavimo lakšto struktūrai ir mechaninėms savybėms, naudojant skirtingos temperatūros izoliaciją 30min ir oro aušinamą atkaitinimo apdorojimą kambario temperatūros mechaninėms savybėms ir mikrostruktūrai, parodyta 3 lentelėje ir 2 paveiksle. 3 lentelė, TA10 titano lydinio plokštės 550 laipsnių × 30 min/AC atkaitinimo apdorojimas, kurį sukelia apdorojimo sukietėjimo reiškinys, dėl didelio stiprumo ir plastiškumo vargšų reiškinys nėra pašalintas. Pašalinimas; nuo 550 iki 650 laipsnių, didėjant terminio apdorojimo temperatūrai, palaipsniui pašalinamas plokščių apdorojimo kietėjimo reiškinys, palaipsniui mažėja tempimo stipris, šiek tiek pagerėjo plastiškumas; tarp 650 ~ 700 laipsnių karšto valcavimo lakšto stiprumas beveik nesikeičia, o plastiškumas žymiai pagerėja; tarp 750 ~ 800 laipsnių karšto valcavimo lakšto tempiamasis stipris vis dar nesikeičia, o pailgėjimas po lūžio mažėja, plokštės plastiškumas pablogėja. Kaip matyti iš 2 paveikslo, TA10 titano lydinio plokštė, esanti 700 laipsnių žemiau pagrindinio regeneravimo proceso, organizuojama į juostelę panašios organizacijos riedėjimo deformacija, kai terminio apdorojimo temperatūra pakyla iki 700 laipsnių, vyksta rekristalizacija ir grūdelių augimas. . Terminis apdorojimas temperatūra 750 laipsnių, rekristalizacija iš esmės baigta, didžioji dauguma organizacijoje yra smulkesnė izometrinė fazė, tačiau vis dar yra keletas juostinių deformacijų organizavimo. Kai terminio apdorojimo temperatūra pasiekia 800 laipsnių, kai kurie grūdai auga neįprastai, o organizacija yra stambi. Todėl, kad TA10 titano lydinio karšto valcavimo lakštas atitiktų sprogimo kompozicinio proceso reikalavimus plokštės plastiškumui, reikia pasirinkti tinkamą terminio apdorojimo temperatūrą nuo 700 iki 750 laipsnių.

2.2 Laikymo laiko įtaka plokštės struktūrai ir mechaninėms savybėms pagal terminio apdorojimo temperatūros eksperimentą, pasirinktą 750 laipsnių terminio apdorojimo temperatūrą, plokštės mechaninės savybės po terminio apdorojimo skirtingu laikymo laiku šioje temperatūroje parodytos lentelėje 4, mikrostruktūra parodyta 3 paveiksle. Iš 4 lentelės matyti, kai kaitinimo temperatūra yra 750 laipsnių, pailgėjus laikymo laikui, TA10 titano lydinio plokštės tempiamasis stipris nesikeičia labai 5–10 MPa, 5 ~ 10 MPa laikymo laikas, TA10 titano lydinio plokštės atsparumas tempimui nėra labai didelis. ~ 10MPa, izoliacijos laikas 15 ~ 60min intervalu, plokštės pailgėjimas lūžio metu pailgėjus izoliacijos laikui žymiai didesnis, plastiškumas gerėja; o kai izoliacijos laikas viršija 60min, plokštės pailgėjimas lūžio metu akivaizdžiau sumažėja, plastiškumas palaipsniui blogėja. Kaip matyti iš 3 paveikslo, TA10 titano lydinio plokštė 750 laipsnių kampu po 15, 30, 60, 120, 180 min atkaitinimo apdorojimo, organizacija nuo pradinės juostos valcavimo deformacijos organizacijoje palaipsniui perkristalizuoja branduolį ir grūdelių augimą, kai laikymo laikas 30 min. , rekristalizacija iš esmės baigta (žr. 3b pav.), kai laikymo laikas siekia 60 min., visumos perkristalizacija, organizacija yra gera ir vienoda izotropinė, o plastiškumas geras; kai laikymo laikas viršija 60 min., plokštės pailgėjimas po lūžimo sumažėja, plastiškumas palaipsniui blogėja. Organizacija yra smulki ir vienoda izometrinė fazė (žr. 3c pav.). Ilgėjant izoliacijos laikui, deformacinei struktūrai ir kitiems grūdų augimo eliminaciją stabdantiems veiksniams, kelios specialios grūdų ribos greitai migruoja [11], dalis perkristalizuotų grūdų auga nenormaliai, organizacija pamažu tampa grubi.

Apibendrinant galima pasakyti, kad TA10 titano lydinio valcuotų lakštų atkaitinimo apdorojimas turi pasiekti tam tikrą temperatūrą, kad būtų veiksmingai reaguota, kad būtų užtikrintas geresnis organizavimas ir našumas. Pavyzdžiui, 750 laipsnių atkaitinimo apdorojimas gali būti pasiektas, kai lygiašė organizacija ir geras plastiškumas, kai temperatūra ir toliau kyla, kai stiprumas didėja, pailgėjimas mažėja. TA10 titano lydinio plokštės atkaitinimo apdorojimas taip pat turėtų būti kontroliuojamas, kai laikymo laikas, kitaip dėl perkristalizuotų grūdelių augimo, turės įtakos medžiagos plastiškumui.

3 Išvada

(1) Kai terminio apdorojimo temperatūra pasiekia 600 laipsnių, TA10 titano lydinio plokštės struktūra gali gauti gerą atsaką, tačiau plastiškumas yra prastas. Jei norite gauti geresnį plastiškumą, kad atitiktumėte titano plokščių naudojimo sprogstamojo kompozito reikalavimus, turite atlikti aukštesnės temperatūros (700–750 laipsnių) terminį apdorojimą. (2) Kai terminio apdorojimo temperatūra yra tikra, laikymo laikas turi mažai įtakos TA10 titano lydinio plokštės stiprumui, tačiau plastiškumas turi didelį poveikį. (3) 3 mm storio TA10 titano lydinio karšto valcavimo lakštui po (700–750) laipsnių × (30–60) min / kintamosios srovės atkaitinimo galite gauti vienodesnę lygiašę fazę ir geresnes visapuses mechanines savybes, kad atitiktų titano plokščių naudojimas sprogstamųjų kompozitų reikalavimams.