Vývoj mikrostruktury a optimalizace vlastností plechu z titanové slitiny TA10 válcovaného za tepla

V extrémních provozních prostředích, jako je petrochemie, stavba lodí, jaderná energetika a námořní prostředí, materiály čelí mnoha výzvám, jako je vysoká teplota, vysoký tlak a silná koroze, které kladou vysoké požadavky na komplexní výkon materiálů, zejména odolnost proti korozi. Titan a slitiny titanu vynikají svou nízkou hustotou, vysokou pevností, vysokou houževnatostí a vynikající odolností proti korozi a staly se klíčovými materiály v těchto oborech. Odolnost titanových slitin proti korozi za určitých podmínek, jako je odolnost proti korozi redukcí kyselin a štěrbinové korozi, je však stále potřeba zlepšit. Z tohoto důvodu byla vyvinuta slitina titanu TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni), která neobsahuje vzácné kovy, má vynikající zpracovatelnost a má vynikající odolnost vůči redukčním kyselinám, vysokým teplotám chloridová koroze a štěrbinová koroze a je široce používána v řadě důležitých oblastí.
Navzdory mnoha výhodám titanové slitiny TA10 je její vysoká cena stále hlavním faktorem omezujícím její široké použití. To je způsobeno především vysokými náklady na suroviny z titanové houby, složitostí vícenásobného vakuového tavení a dlouhým procesem. S cílem snížit náklady a zlepšit efektivitu výroby se použití tavení elektronovým paprskem v kombinaci s technologií válcování za tepla pro přípravu pásových svitků z titanové slitiny TA10 stalo inovativním výrobním procesem. Tento proces nejen výrazně zkracuje procesní tok, ale také zvyšuje výtěžnost a snižuje celkové náklady.

Nedávno, Shenyang University of Technology a Čínská akademie věd, institut pro kovy a Yunnan Titanium Industry výzkumný tým v časopise "Speciální lití a neželezné slitiny" zveřejnily nejnovější výsledky výzkumu, hloubkovou diskusi o válcování za tepla pod úhlem 930 stupňů. mikrostruktura desky z titanové slitiny TA10 a mechanické vlastnosti nárazu při pokojové teplotě. Studie ukazuje, že proces válcování za tepla efektivně zjemňuje mikrostrukturu titanové slitiny TA10 a vytváří komplexní strukturu složenou z matrice, částic Ti2Ni na hranicích zrn a jemných fázových částic rozptýlených v matrici. Tato vlastnost mikrostruktury nejen zvyšuje odolnost materiálu proti korozi, ale také způsobuje, že jeho mechanické vlastnosti vykazují silnou anizotropii, zejména v příčném směru, Youngův modul, mez kluzu a pevnost v tahu jsou lepší než ve směru válcování.
Přehled metodologie výzkumu:
Příprava materiálu: desky ze slitiny Ti-0.3Mo-0.8Ni byly roztaveny v peci se studeným ložem s elektronovým paprskem, následovalo antioxidační ošetření a předehřátí na 930 stupňů pro udržení a nakonec válcovány do desek o tloušťce 3 mm válcovanou za tepla 1450 mm.
Mikrostrukturní analýza: Pomocí metalurgického mikroskopu, rastrovacího elektronového mikroskopu a transmisního elektronového mikroskopu v kombinaci s EDS elementární analýzou byla podrobně pozorována a analyzována mikrostruktura litých a válcovaných desek.
Testování mechanických vlastností: Připravte vzorky pro tah podle standardních metod a otestujte mechanické vlastnosti při pokojové teplotě na elektronickém stroji pro testování tahem, včetně meze kluzu, pevnosti v tahu a dalších klíčových ukazatelů.
Nejdůležitější výsledky výzkumu:
Proces válcování za tepla výrazně zlepšuje mikrostrukturu titanové slitiny TA10, zjemňuje zrna a podporuje difúzní distribuci -fázových částic.
Válcovaný plech má vynikající příčné mechanické vlastnosti, což poskytuje silnou podporu pro aplikaci materiálu v různých směrech.
Studie odhaluje vnitřní spojení mezi mikrostrukturou a mechanickými vlastnostmi, které poskytuje vědecký základ pro další optimalizaci a aplikaci titanové slitiny TA10.
Stručně řečeno, studie vývoje mikrostruktury a optimalizace vlastností za tepla válcovaných plechů z titanové slitiny TA10 poskytuje nejen nový nápad pro nízkonákladovou a vysoce účinnou přípravu materiálů ze slitin titanu, ale také pokládá pevný základ pro zlepšení komplexní výkon materiálu v extrémním provozním prostředí.