Struktura metalograficzna i właściwości mechaniczne płyty tytanowej GR5

Wraz z unowocześnieniem krajowych produktów lotniczych i kosmicznych rośnie zapotrzebowanie na płyty tytanowe ze stopu tytanu Ti6Al4V, co również stawia coraz wyższe wymagania dotyczące ich różnych właściwości mechanicznych i odkształcalności. Wysokiej jakości, wielkogabarytowe płyty tytanowe są kluczem do skutecznego przygotowania wielkogabarytowych płyt tytanowych ze stopu tytanu Ti6Al4V. Naukowcy badają głównie różnice mikrostrukturalne w różnych strefach odkształcenia szerokich płyt, mając na celu poprawę dojrzałości przygotowania i stabilności produkcji masowej drobnoziarnistych płyt ze stopu tytanu Ti6Al4V oraz przygotowanie do późniejszego walcowania wysokiej jakości drobnoziarnistych szerokich płyt. . Szerokość tytanowych płyt stanowi podstawę organizacji.

Stop tytanu Ti6Al4V (klasa krajowa GR5) ma umiarkowaną wytrzymałość w temperaturze pokojowej i w wysokiej temperaturze, dobrą odporność na pełzanie i stabilność termiczną, wysoką wytrzymałość zmęczeniową i odporność na rozwój pęknięć (w wodzie morskiej), a także dobrą odporność na pękanie i stabilność termiczną. Odporność na korozję naprężeniową soli, odpowiednia do formowania przy użyciu różnych metod obróbki ciśnieniowej oraz przy użyciu różnych metod spawania i obróbki mechanicznej. Jako materiał ogólny stop tytanu Ti6Al4V jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i cywilnym. Do badań wybrano produkowane przemysłowo wielkogabarytowe wlewki ze stopu tytanu Ti6Al4V. Wytapiany 3 razy w próżniowym piecu łukowym. Po obraniu pobrano próbki z górnej, środkowej i dolnej części wlewka w celu zbadania składu chemicznego. Średnia wartość danych pomiarowych trzech próbek wynosi (ułamek masowy, %): Al6,42, V4.09, Fe0.02, O0,20, równowaga Ti. Można zauważyć, że główne pierwiastki składowe Al i V oraz pierwiastki zanieczyszczające Fe i O w wielkogabarytowym wlewku ze stopu tytanu Ti6Al4V klasy przemysłowej mają dobrą jednorodność zawartości i brak segregacji, spełniając wymagania jednorodności składu stali wysokostopowej. Wysokiej jakości tablice wielkoformatowe.
Wlewek stalowy jest kuty w płytę w procesie kucia bez spęczania wieloogniowego. Sprzęt do kucia to maszyna do szybkiego kucia 45MN. Rozmiar gotowej płyty po kuciu wynosi 150 mm × 1060 mm × 1500 mm. Wytnij płytkę wzdłuż przekroju w odległości około 100 mm od krawędzi płyty, przyjrzyj się bocznej strukturze płyty przy małym powiększeniu i oceń ją zgodnie ze standardem GJB2505A-2008. W razie potrzeby pobierz próbki metalograficzne i próbki rozciągające z różnych miejsc płyty tytanowej. Struktura metalograficzna jest sprawdzana i oceniana zgodnie z normą GJB1538A-2008. Pocięte półfabrykaty próbek na rozciąganie poddano obróbce cieplnej. Proces obróbki cieplnej wynosi 810 stopni / 1,5 godz./AC. Próbki poddane obróbce cieplnej są zgodne ze standardem GB/T228-2008.

(1) Właściwości rozciągające w temperaturze pokojowej różnych części płyty tytanowej spełniają wymagania indeksowe i są stosunkowo bogate. Wytrzymałość na rozciąganie jest o ponad 100 MPa wyższa niż wymagania standardowe, granica plastyczności jest o ponad 87 MPa wyższa niż wartość standardowa, a wydłużenie i skurcz powierzchniowy również mają pewien margines. Zmierzone dane dotyczące wskaźnika wytrzymałości mają najmniejszy rozrzut, a różnica wskaźnika wydłużenia jest niewielka, co wskazuje, że w procesie kucia uzyskuje się dobrą kontrolę nad równomiernością formowania wlewka.
(2) Poprzeczna struktura płyty tytanowej przy niskim powiększeniu jest rozmytym kryształem, co wskazuje, że odkuwka ma dobrą przepuszczalność kucia, ziarna są całkowicie zepsute, a stopień udoskonalenia strukturalnego jest wysoki.
(3) Mikrostruktura poprzeczna płyty tytanowej jest głównie strukturą równoosiową, a średni rozmiar części pierwotnej w środku płyty jest nieco większy niż w przypadku innych części. Powodem różnicy strukturalnej jest to, że odkształcenie rdzenia płyty jest mniejsze niż w przypadku innych części, a stopień rozdrobnienia ziaren jest stosunkowo niski. W mikrostrukturze podłużnej płyty tytanowej dominują długie paski materiału pierwotnego. Linie metalu wzdłuż kierunków odkształcenia i wydłużenia są oczywiste, ziarna są drobne i jednolite, a spójność struktury w każdym miejscu pobierania próbek jest dobra.