TA18 titano lydinys (Ti-3Al-2.5V), kaip didelio našumo titano lydinys, gali būti plačiai pritaikytas aviacijos erdvėje, vandenynų tyrinėjimuose ir aukščiausios klasės medicinos prietaisuose dėl savo aukštos kokybės stiprumas, mažas tankis ir puikus atsparumas korozijai. Šio darbo tikslas – ištirti terminio apdorojimo proceso įtaką TA18 titano lydinio mikrostruktūrai ir takumo ribai, siekiant pateikti teorinį pagrindą ir eksperimentinį pagrindą optimaliam šio lydinio pritaikymui. I. TA18 titano lydinio terminio apdorojimo procesas
Kaip pagrindinė priemonė TA18 titano lydinio savybėms reguliuoti, terminis apdorojimas gali veiksmingai pagerinti jo mikrostruktūrą ir mechanines savybes, tiksliai kontroliuojant temperatūrą, laiką ir aušinimo režimą.
Atkaitinimo apdorojimas
Tikslas: Pašalinkite liekamąjį apdorojimo įtempį, pagerinkite medžiagos plastiškumą ir tvirtumą.
Proceso parametrai: temperatūra 700 laipsnių -800 laipsniai , laikymo laikas 1-2 val., aušinimas krosnele.
Poveikis: patobulinkite grūdus, padidinkite medžiagos vienodumą, sumažinkite takumo ribą iki maždaug 450 MPa, padidinkite pailgėjimą iki daugiau nei 25%.
Apdorojimas kietu tirpalu
Tikslas: Skatinti tolygų fazės ir fazės pasiskirstymą ir padidinti medžiagos stiprumą bei kietumą.
Proceso parametrai: temperatūra 900 laipsnių -950 laipsniai , laikymo laikas 30-60 min., greitas aušinimas vandeniu arba oru.
Poveikis: takumo riba padidinama iki daugiau nei 800 MPa, o tempiamasis stipris siekia 950 MPa, tačiau šiek tiek sumažėja plastiškumas.
Senėjimo gydymas
Tikslas: toliau stiprinti medžiagą apdorojant kietu tirpalu ir pagerinti mechanines savybes nusodinant smulkias substabilias fazes.
Proceso parametrai: temperatūra 500 laipsnių C - 600 laipsnių C, laikymo laikas 4-8 val., aušinimas krosnele.
Poveikis: takumo riba iki 900 MPa ar daugiau, tempiamasis stipris apie 1000 MPa, tačiau plastiškumas dar sumažėja iki maždaug 10%.
Antra, TA18 titano lydinio takumo vertės analizė
Takumo stipris, kaip svarbus rodiklis, įvertinantis medžiagos plastinės deformacijos gebėjimą, terminio apdorojimo procese turi didelę įtaką.
Neapdorota būsena: takumo riba apie 620 MPa, tempimo stipris apie 780 MPa, pailgėjimas apie 20%, geras plastiškumas, bet mažas stiprumas.
Atkaitinimo būsena: Atkaitinimo metu takumo riba sumažėja iki maždaug 450 MPa, kartu žymiai padidėja pailgėjimas, o tai padidina medžiagos plastiškumą ir kietumą.
Kietojo tirpalo būsena: Apdorojimas kietu tirpalu žymiai pagerina stiprumą, o takumo riba šoktelėja iki daugiau nei 800 MPa, tačiau plastiškumo sąskaita.
Senėjimo būsena: Senėjimo apdorojimas dar labiau sustiprina medžiagą, o takumo riba padidėja iki daugiau nei 900 MPa, todėl ji idealiai tinka didelio stiprumo darbams, tačiau plastiškumas dar labiau sumažėja.
Eksperimentiniai duomenys ir patikrinimas
Siekiant patikrinti aukščiau pateiktą teorinę analizę, buvo atlikta eksperimentų serija, o konkretūs duomenys yra tokie:
Atkaitinimo apdorojimo eksperimentas: temperatūra 750 laipsnių C, izoliacija 1,5 val., aušinimas krosnimi, išmatuota takumo riba 450 MPa, tempiamasis stipris 650 MPa, pailgėjimas 26%.
Apdorojimo tirpalu eksperimentas: temperatūra 920 laipsnių C, laikymo laikas 45 min., aušinimas vandeniu, išmatuota takumo riba 820 MPa, tempiamasis stipris 960 MPa, pailgėjimas 14%.
Senėjimo apdorojimo eksperimentas: temperatūra 550 laipsnių C, laikymo laikas 6 valandos, aušinimas krosnele, išmatuota takumo riba 920 MPa, atsparumas tempimui 1020 MPa, pailgėjimas 12%.
IV. Išvada
TA18 titano lydinio terminio apdorojimo procesas daro didelę įtaką jo takumo ribai ir visapusiškoms mechaninėms savybėms. Pagrįstai reguliuojant atkaitinimo, tirpalo ir senėjimo apdorojimo parametrus, galima pasiekti optimalią medžiagos stiprumo ir plastiškumo pusiausvyrą, kad būtų patenkinti įvairių inžinerinių pritaikymų poreikiai. Būsimi tyrimai gali toliau tirti patobulintus terminio apdorojimo procesus, kad būtų galima visiškai išnaudoti TA18 titano lydinio potencialą.
