Vpliv temperature staranja na kovane palice iz titanove zlitine Ti-6AL-7Nb

Ti-6AL-7Nb titanova zlitina se pogosto uporablja v vesoljski, medicinski in kemični industriji zaradi svojih odličnih mehanskih lastnosti, odpornosti proti koroziji in biokompatibilnosti. Staranje je pomemben proces za izboljšanje trdnosti in trdote zlitine Ti-6AL-7Nb. Temperatura staranja ima velik vpliv na mikrostrukturo in mehanske lastnosti zlitine. Ta študija je proučevala vpliv temperature staranja na mikrostrukturo in lastnosti kovanih palic iz titanove zlitine Ti-6AL-7Nb.

poskusni postopek
Starajoči se tumorji: Po obdelavi titanove zlitine Ti-6AL-7Nb s staranjem pri visoki temperaturi se bo izločena faza znotraj zrn spremenila, kar lahko privede do rasti zrn in povečanja gostote dislokacij. Te spremembe povzročajo starajoče se tumorje, ki povečujejo togost in moč materiala.
Rast zrn: staranje pri visoki temperaturi lahko povzroči rast zrn, kar lahko vpliva na mehanske lastnosti materiala. Povečana zrna lahko povzročijo zmanjšanje mehanskih lastnosti materiala, v nekaterih primerih pa lahko tudi povečajo trdnost materiala.

Fazna transformacija: nekatere oborjene faze v titanovi zlitini Ti-6AL-7Nb so lahko med staranjem pri visoki temperaturi podvržene fazni transformaciji. Ta fazna sprememba lahko povzroči spremembe v strukturi kristalne mreže in s tem vpliva na lastnosti materiala.
Odpornost proti koroziji: Temperatura staranja lahko vpliva na odpornost proti koroziji titanove zlitine Ti-6AL-7Nb. Nekateri postopki staranja lahko povzročijo spremembo porazdelitve določenih elementov v zlitini na mejah zrn, kar vpliva na njeno odpornost proti koroziji.
Toplotna stabilnost: Na toplotno stabilnost titanove zlitine Ti-6AL-7Nb lahko vpliva tudi temperatura staranja. Ustrezna obdelava s staranjem lahko izboljša stabilnost zlitine v okoljih z visoko temperaturo.
Palice iz zlitine Ti-6AL-7Nb so kovane pri temperaturi 950 stopinj s stopnjo redukcije 60 %. Kovane palice so bile nato razdeljene v tri skupine in izpostavljene različnim temperaturam staranja 500 stopinj, 550 stopinj in 600 stopinj za 2 uri. Mikrostrukturo in mehanske lastnosti vzorcev smo karakterizirali z optično mikroskopijo, rentgensko difrakcijo in nateznim testiranjem.
Rezultati in razprava
Rezultati kažejo, da strukturo zlitine Ti-6AL-7Nb po kovanju sestavljata enakoosna faza in luskasta + faza. Po staranju se delci faze zgostijo in kosmičasta + faza preide v enakoosno fazo. Višja kot je temperatura staranja, bolj očitno je grobljenje delcev -faze in transformacija kosmičastih + faz. Poleg tega analiza XRD kaže, da se s povišanjem temperature staranja intenzivnost vrha (002) zmanjšuje, intenzivnost vrha (200) pa povečuje, kar kaže, da se s povišanjem temperature staranja vsebnost faze zmanjšuje in vsebnost faza narašča s temperaturo.
Natezni preskusi kažejo, da se s povišanjem temperature staranja končna natezna trdnost (UTS) in meja tečenja (YS) vzorcev povečata, medtem ko se duktilnost zmanjša. UTS in YS 600 stopinj staranega vzorca sta dosegla največje vrednosti 1370 MPa oziroma 1260 MPa, ki sta bili za 36 % oziroma 25 % višji od vrednosti 500 stopinj staranega vzorca. Ko pa se temperatura staranja poveča, se raztezek zmanjša z 12,5 % na 4,3 %, kar kaže, da se plastičnost zlitine zmanjša z naraščajočo temperaturo staranja.
v zaključku
Če povzamemo, temperatura staranja pomembno vpliva na strukturo in lastnosti kovanih palic iz titanove zlitine Ti-6AL-7Nb. Povišanje temperature staranja povzroči grobljenje delcev -faze, transformacijo lamelne + faze, zmanjšanje vsebnosti -faze in povečanje vsebnosti -faze. Poleg tega, ko se temperatura staranja poveča, se UTS in YS vzorcev povečata, medtem ko se raztezek zmanjša. Rezultati raziskave nudijo koristne smernice za optimizacijo procesa staranja titanove zlitine Ti-6AL-7Nb.