Effetto del processo di forgiatura sulle proprietà meccaniche della barra di titanio Ti-811

La lega di titanio Ti-811 (Ti-8Al-1Mo-1V) è una lega di titanio resistente al calore quasi di tipo A. Presenta molti vantaggi come l'elevata temperatura ambiente e resistenza alle alte temperature, buona stabilità termica e prestazioni di scorrimento alle alte temperature. Viene utilizzato principalmente in parti rotanti ad alta velocità come i dischi dei compressori dei motori degli aerei e le pale del rotore dal 1° al 3° stadio. Questi componenti, utilizzati a lungo in ambienti di lavoro difficili , deve avere buone proprietà meccaniche a temperatura ambiente e ad alta temperatura, in particolare elevata stabilità termica e proprietà di scorrimento alle alte temperature, poiché queste proprietà non solo determinano la durata della lega ma determinano anche le prestazioni del motore. Pertanto, è molto necessario per studiare la relazione tra la struttura e le prestazioni del materiale delle aste in titanio Ti-811.

Questo articolo discute l'impatto del processo di forgiatura sulla microstruttura e sulle proprietà meccaniche delle barre di lega di titanio Ti-811 e analizza comparativamente la microstruttura, le proprietà meccaniche e i livelli di rilevamento dei difetti a ultrasuoni dei tre processi di forgiatura, fornendo una base per il produzione industriale e sviluppo di barre in lega di titanio Ti-811. Fornire riferimenti teorici e basi per il miglioramento dei processi.

Attraverso l'analisi dei dati sperimentali, possiamo vedere che la differenza nelle proprietà di trazione a temperatura ambiente delle aste in lega di titanio Ti{{0}} nell'ambito dei due processi è piccola e la differenza di resistenza non è significativa, ed entrambi soddisfare i requisiti standard. Poiché sia ​​la struttura equiassiale che l'asta in lega di titanio Ti-811 con struttura a doppio stato hanno una buona stabilità termica, anche la differenza nella stabilità termica dopo 100 ore di esposizione termica a 400 gradi è piccolo, ma le prestazioni di scorrimento del processo A sono superiori allo 0,2%, non soddisfano i requisiti degli standard di prodotto. Le proprietà di scorrimento dei processi B e C sono entrambe inferiori allo 0,2%, il che può soddisfare i requisiti degli standard di prodotto e il processo C mostra migliori proprietà di scorrimento ad alta temperatura. Sulla base dell'analisi delle Figure 2 e 3, si ritiene che il contenuto relativo di a primario e secondario a nella struttura forgiata delle aste in lega di titanio Ti-811, nonché la forma della a secondaria ha un impatto maggiore sulle sue proprietà di scorrimento. Quando il contenuto di a primario è basso, le prestazioni di scorrimento sono migliori rispetto a quando il contenuto di a primario è alto. Le prestazioni di scorrimento sono migliori quando il secondario a è distribuito sul p la matrice ha la forma di aghi sottili con orientamento locale coerente. Questo perché a a forma di striscia nella microstruttura ha una migliore resistenza allo scorrimento rispetto a a isometrica. Nel processo di creep lento, la deformazione di scorrimento della struttura equiassica inizia dai singoli grani a. All'aumentare della deformazione, lo scorrimento occupa più grani a e poi si diffonde ai grani p circostanti, quindi i vuoti di creep si nucleano lentamente, ma una volta che un vuoto è formato, può espandersi rapidamente per formare una frattura quasi-scissione.

Il livello di disturbo delle aste ottenute attraverso il processo C è nell'intervallo di 0.8-12dB durante i test a ultrasuoni, il che è accettabile; i requisiti standard del prodotto per le aste in lega di titanio Ti-811 per lame bipedi. Ciò dimostra anche che l'aumento della temperatura di forgiatura delle aste in lega di titanio Ti-811, la riduzione della resistenza alla deformazione e l'aumento della forgiabilità delle aste possono effettivamente migliorare l'uniformità della sua struttura e migliorare il livello di rilevamento dei difetti.

Attraverso tre test del processo di forgiatura, un confronto completo e un'analisi dei dati dei test sulla microstruttura, sulle proprietà meccaniche e sul livello di rilevamento dei difetti a ultrasuoni delle aste in lega di titanio Ti-811 sotto diversi processi, siamo giunti alle seguenti conclusioni:

• La temperatura di forgiatura ha un impatto significativo sulla microstruttura delle aste in lega di titanio Ti-811. Quando la temperatura è inferiore, il contenuto primario a nella struttura dell'asta è maggiore e la fase a secondaria precipita meno; dopo che la temperatura di forgiatura è opportunamente aumentato, il contenuto a primario è diminuito significativamente e la precipitazione della fase a secondaria aghiforme fine è aumentata.

• Il contenuto di a primario e la forma di a secondaria distribuiti sulla matrice p hanno una grande influenza sulle prestazioni di creep. Una struttura a primaria meno a più fine secondaria aghiforme può ottenere una buona resistenza al creep.

• La temperatura di forgiatura aumenta, il che aumenta la forgiabilità delle aste in lega di titanio Ti-811. Dopo che i pezzi lunghi o grandi sono completamente rotti, la struttura diventa più uniforme, migliorando così il livello di rilevamento dei difetti a ultrasuoni.