Proces tepelného zpracování desky z titanové slitiny Β21s

Bylo zjištěno, že titanová slitina B21s má nejen vynikající odolnost proti oxidaci, ale také odolnost této slitiny vůči korozi je zlepšena o jeden až dva řády ve srovnání s běžnou titanovou slitinou. Slitina má dobrou plasticitu při pokojové teplotě ve stavu tuhého roztoku, takže má dobré zpracovatelské vlastnosti za tepla i za studena a lze ji použít ke zpracování plechových výrobků pro letectví a kosmonautiku. Hlavními stabilizačními prvky slitiny jsou molybden a rhenium s vysokým bodem tání, díky čemuž má slitina dobrou odolnost proti oxidaci a lze ji použít k výrobě dílů pro dlouhodobé použití v prostředí s vysokou teplotou až do 500 stupňů. V současné době Spojené státy používají plech z titanové slitiny 21s k výrobě dílů gondol leteckého motoru Boeing 777, stejně jako vysokoteplotních dílů raketoplánu a titanových kompozitních materiálů. Systém zpracování pevných roztoků pro tváření desek a systém stárnutí používaný pro díly však nebyly popsány.

S ohledem na to vědci studovali účinky různých teplot tuhého roztoku na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti desek z titanové slitiny 21s při pokojové teplotě a zvolili různé teploty stárnutí pro studium účinků teplot stárnutí na pokojovou teplotu a mechanické vlastnosti při vysokých teplotách. desek z titanové slitiny 21s. Plech z titanové slitiny 21s.

Primární titanová houba, hliníkové boby, hliníková mezislitina germania, titan molybdenová mezislitina a další suroviny jsou homogenně smíchány a slisovány a svařeny do elektrod pro vlastní spotřebu a třikrát taveny na 1000 kg vakuové elektrické obloukové peci pro vlastní spotřebu za vzniku 21s . Hotové ingoty ze slitin titanu a chemické složení ingotů jsou v souladu s požadavky americké normy ASTM B265. Ingoty jsou ohřívány v oblasti fáze a poté kovány v oblasti fáze (+) za vzniku desek o rozměrech 60 mm x 400 mm x 600 mm. Plocha je poté válcována za tepla ve fázi (+) na tloušťku 6 mm. Nakonec byly desky válcovány za studena na tloušťku 2 mm a testovány po moření a čištění povrchu. Pro studium teploty tuhého roztoku a stárnutí byly vybrány čtyři teploty tuhého roztoku (800, 815, 830 a 845 stupňů x 10 min, chlazení vzduchem) a tři teploty stárnutí (550, 600 a 680 stupňů x 8 h, chlazení vzduchem). Vliv teploty na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti desky z titanové slitiny 21s. Výsledky testu jsou následující:

(1) 21s deska z titanové slitiny ve vysokoteplotním tuhém roztoku, se zvýšením teploty tuhého roztoku klesá pevnost pevného roztoku a zvyšuje se plasticita.

(2) Pevný roztok a mechanické vlastnosti při stárnutí plechu z titanové slitiny mají velký vztah k výběru teploty stárnutí. S rostoucí teplotou stárnutí klesá pevnost slitiny a zvyšuje se plasticita.

(3) 21s plech z titanové slitiny může získat požadovanou plasticitu zpracování při pokojové teplotě po tuhém roztoku při 845 stupních. Po stárnutí při 600 stupních může pevnost v tahu při pokojové teplotě dosáhnout více než 1200 MPa a prodloužení může být udržováno na více než 10%. Mezitím jeho pevnost v tahu při vysoké teplotě 500 stupňů může dosáhnout více než 700 MPa.