Materiali sperimentali Il materiale utilizzato nell'esperimento è il lingotto industrializzato della lega di titanio TC11 fornito da Xi'an Northwestern Polytechnical University Super - Crystal Technology Development Co., Ltd., che è stato sciolto tre volte da un arco di consumo vuoto. La sua composizione chimica soddisfa i requisiti di GB/T 3620 - 2007. Il lingotto è inizialmente forgiato mediante forgiatura libera a 1150 gradi. Dopo essere stato riorguito per più manche, viene finalmente disegnato e arrotondato in una barra φ280mm. La struttura macro di questa barra è una struttura cristallina semi -sfocata e la struttura micro è una tipica struttura deformata a due fasi - Zona, composta principalmente da fase primaria equiaxed, con una piccola quantità di fase primaria a strisce lunga e la percentuale di volume della fase primaria è di circa il 40% - 60%.
Schema sperimentale Esperimento 1 A 100 - mm - La billetta lunga viene tagliata dalla barra φ280mm con una sega a banda e trattata secondo quattro regimi di trattamento termico con diverse temperature della soluzione nella Tabella 2. Dopo il trattamento termico, sei barre di campionamento con una specifica di 14 mm × 100 mm vengono tagliati rispettivamente per test di proprietà meccanica e analisi. Esperimento 2 a 100 - mm - La billetta lunga viene tagliata dalla barra φ280mm con una sega a banda e trattata secondo quattro diversi regimi di trattamento termico nella Tabella 3 e vengono effettuati anche test e analisi di proprietà meccaniche. Tutti i campioni trattati con calore sono lavorati e quindi testati per le proprietà meccaniche su una macchina di test di trazione - 4507 {14}} e la microstruttura viene osservata e analizzata con un microscopio metallurgico invertito Leicamef4A.
Risultati sperimentali L'influenza della posizione di campionamento nella stanza - Proprietà meccaniche di temperatura L'uniformità complessiva delle proprietà meccaniche di temperatura in diverse posizioni di campionamento sotto lo stesso trattamento termico è accettabile, ma le proprietà di temperatura della stanza delle parti del bordo delle fatture (campioni numerati 1#, 2#, 3#e 4#) sfogliano notevolmente. Questo perché durante il processo di deformazione calda, sotto l'azione combinata di attrito e calo della temperatura, la quantità di deformazione sul bordo è piccola e l'uniformità della deformazione è relativamente scarsa. Influenza della temperatura della soluzione sulle proprietà meccaniche della temperatura - Le diverse temperature della soluzione hanno un'influenza significativa sulle proprietà di trazione della temperatura della stanza della lega di titanio TC11. Quando la temperatura della soluzione aumenta da 940 gradi a 955 gradi, la resistenza alla temperatura e la plasticità della stanza cambiano poco e le proprietà sono in uno stato relativamente stabile; Quando la temperatura della soluzione aumenta a 970 gradi, sia la resistenza alla temperatura e la plasticità della stanza diminuiscono significativamente. La resistenza alla trazione e la resistenza alla snervamento diminuiscono di circa 50 MPa, l'allungamento relativo diminuisce dell'8% e la riduzione dell'area aumenta di circa il 6% numericamente. Il campione ha una significativa riduzione dell'area dovuta a una deformazione irregolare durante la trazione, con conseguente riduzione dell'allungamento; Quando la temperatura della soluzione continua a salire a 980 gradi, rispetto ai 970 gradi, sia la resistenza alla temperatura e la plasticità della stanza mostrano un certo recupero. La resistenza alla trazione e la resistenza alla snervamento aumentano di circa 30 MPa e sia l'allungamento che la riduzione dell'area aumentano. Pertanto, nelle condizioni sperimentali in questo documento, la temperatura della soluzione del regime di trattamento termico per la lega di titanio TC11 dovrebbe evitare 970 gradi. Influenza del tempo di invecchiamento sulla stanza - Proprietà meccaniche di temperatura Diversi tempi di invecchiamento hanno influenze diverse sulla trazione della temperatura della stanza e le proprietà di impatto della lega di titanio TC11. Il tempo di invecchiamento non ha alcuna influenza significativa sulle proprietà di trazione della temperatura, ma ha un'influenza significativa sulle proprietà dell'impatto della temperatura della stanza. Il regime di trattamento termico B è benefico per la resistenza e il regime di trattamento termico C è benefico per la plasticità. Per soddisfare l'abbinamento della resistenza e della plasticità, la temperatura della soluzione è aumentata a 965 gradi e il tempo di mantenimento è ridotto a 1,5 ore. Dopo il trattamento della soluzione a 965 gradi /1,5 ore, AC, quando il tempo di invecchiamento è esteso da 4H a 6H, le proprietà meccaniche di temperatura della stanza cambiano in modo insignificante e la proprietà di impatto diminuisce leggermente, ma l'intervallo di fluttuazione si trova nell'intervallo di errore dei test della proprietà di impatto; Quando il tempo di invecchiamento è aumentato a 8 ore, la microstruttura è ovviamente sferoidizzata, il numero di fase primaria a lungo termine diminuisce significativamente e sia la fase primaria che la fase secondaria crescono, con conseguente aumento della proprietà di impatto di 30. 4 - 33. 6J, ma la forza di trazione della temperatura ambiente cambia poco; Quando il tempo di invecchiamento continua ad aumentare a 10 ore, la microstruttura e le proprietà meccaniche a temperatura ambiente cambiano poco e la proprietà di impatto diminuisce di 6,4J rispetto a quella al momento dell'invecchiamento di 8 ore.
In conclusione, il trattamento termico ha un'influenza importante sulle proprietà meccaniche di temperatura della lega di titanio TC11. In applicazioni pratiche, il regime di trattamento termico dovrebbe essere ragionevolmente selezionato in base a requisiti specifici per ottenere le migliori proprietà meccaniche di temperatura. Ad esempio, quando è necessaria una resistenza più elevata, è possibile selezionare una temperatura di soluzione di 940 - 955; Quando sono necessarie migliori proprietà di impatto, il tempo di invecchiamento può essere adeguatamente esteso, ecc. Attraverso l'ottimizzazione del regime di trattamento termico, i vantaggi delle prestazioni della lega di titanio TC11 possono essere meglio esercitati per soddisfare i requisiti di materiali ad alte prestazioni in campi come i motori aerodinamici.