니켈 함유 캐스트 티타늄 알루미늄 합금의 열처리
2023-07-03
많은 티타늄-알루미늄 합금 항공 및 자동차 엔진 부품은 정밀 주조 기술을 사용하여 성형됩니다. 열처리는 주조 티타늄 알루미늄 합금의 미세 구조를 개선하기위한 주요 기술 중 하나입니다.
주조 티타늄 알루미늄 합금의 원래 AS- 캐스트 미세 구조는 일반적으로 γ-TIAL/α2-TI3AL 층 구조입니다. 라멜라는 거칠고 라멜라 크기와 방향의 분포는 균일하지 않습니다. 알파 단상 구역의 고온 열처리는 그 구조의 균질화를 달성 할 수 있습니다. 그러나, 원래 구조의 조잡함과 고온에서 α- 상 곡물의 성장을 제어하는 데 어려움이 있기 때문에, 완전 라미네이션 된 완전 티타늄-알루미늄 (FL) 라미네이트는 일반적으로 두꺼운 라멜라 그룹을 갖는다. 주조 티타늄 알루미늄 합금의 실온 인장 가소성을 개선하기 위해, 주조 티타늄 합금의 얇은 전체 두께 미세 구조가 다중 열 처리 과정을 통해 성공적으로 얻어졌다 [5,6]. 이 공정에는 1 알파 단상 구역의 균질화, 2900 내지 1150 ° C의 열 사이클링, 31150 ° C의 등온 처리 및 4 개의 재가열이 τα의 온도보다 약간 높은 짧은 등온 처리를 포함합니다. 그러나이 열 처리 과정은 더 복잡하고 처리주기가 더 길어 엔지니어링 응용 프로그램에는 도움이되지 않습니다.
이 논문에서, 니켈 마이 크로 합금 캐스트 TI-46.5AL-2.5V-1.0CR (Atomic %, 동일한 아래) 합금의 열처리 과정이 연구되었으며, 니켈의 미세 알로이징은 균질화 및 캐스트의 조정을 단순화했습니다. 티타늄-알루미늄 합금. 열 처리 과정의 메커니즘 및 미세한 전체 두께 티타늄-알루미늄 합금 시트의 형성 메커니즘을 분석하고 논의 하였다.
1 테스트 재료는 니켈 함유 (0.2-0.5)% (Atomic%, 아래에서 동일) Cast Tial Alloy Ti-46.5AL-2.5V-1.0CR (%), 차가운 도가니 진공 유도 용광로를 사용하여 제련 된 3 구리 금형에 쏟은 후, φ40 mm의 잉곳을 얻었다. 30 ° 열 처리 된 시편을 와이어 절단 방법으로 잉곳에서 절단 하였다.
열처리 시험은 0.133 pa의 진공하에 수행되었으며, Gamma-Ng 근처의 등 가이내의 열처리 시스템은 캐스트 TI-46.5AL-2.5V-1.0CR 합금을 참조하여 수득 된 완전 라멜라 -FFL을 얻었다 [5,. 6]. 시간은 각각 1150 ℃ (48-168) H 및 1370 ℃ (5-10 분)로 간주된다.
조직 관찰은 편광으로 일반 광학 및 광학 현미경으로 수행되었다. 야금 샘플을 (부피 백분율) 1% HF + 10% HNO3 + 89% H2O 용액으로 에칭 하였다.
2 (99.8 ~ 99.5)% (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)+(0.2 ~ 0.5)% NI 합금은 특정 선호하는 방향을 갖는 완전 정식 구조임을 관찰하십시오. 약 500 ~ 1500 μm. 합금의 1150 ℃ × 72h 이후, 명백한 연속 세그먼트 조언 현상이 발생했다. 144 시간의 등온 처리 후, 원래의 거친 및 불균일 한 CAST 미세 구조를 작고 거의 균일 한 등각 NG 구조로 변환 하였다. 평균 입자 크기는 약 30 μm입니다.
(99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0.2 ~ 0.5) NI (%) 합금 원래 AS- 캐스트 미세 구조
주조 (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0.2 ~ 0.5) NI (%) 합금을 72H 등온에 대해 1150 ℃에서 등온 적으로 처리하고, 층을 144H 등온에 대해 연속적으로 절단시켰다. 포괄적 인 아이소 메트릭 조직.
연구에 따르면 니켈은 티타늄 합금의 γ 단일 상 영역을 확장하는 역할을하며 (원자 분획) 니켈의 0.5% 이상을 첨가하면 TI-48AL 합금을 단일 상 γ 구조로 만들 수 있습니다. 100x 편광 현미경 하에서 360 ° 단계를 회전시킴으로써 관찰 된,이 연구에서 얻은 NG 구조에서 소량의 등간 α2 입자는 명백한 4 개의 밝은 멸종 현상이 보였다. 문헌으로부터 얻은 니켈-티타늄-알루미늄 합금이없는 NG 미세 구조의 질적 관찰은 니켈-함유 합금 NG에서 α2상의 양이 상당히 적다는 것을 보여준다. 따라서 질적으로 말하면, 니켈의 0.2% 내지 0.5%를 첨가하면 1150 ℃에서 티타늄 알루미늄 합금의 α2 (또는 α) → γ 상 위상 변형에 대한 구동력을 증가시켜 라멜라에서 에너지 변동의 향상을 증가시킬 수있다. 구조. 그것은 플라이 구조에서 층 교란으로 인한 불연속의 발생을 촉진합니다. 이러한 상대적으로 많은 시간은 라멜라의 세그먼트 된 연속 강하게 촉진하여 니켈-함유 티타늄 알루미늄 합금이 비교적 간단한 열처리 공정에서 균질화 될 수 있도록하는 더 많은 수의 슬라이스 종말점을 생성한다. 정제.
실험은 티타늄 합금 얇은 층 전체 두께 시트가 가장 포괄적 인 기계적 특성을 가지고 있음을 발견했습니다. 따라서, 얻어진 NG 구조를 5 ~ 10 분 동안 1370 ℃로 재가열 한 다음 냉각되어 미세한 등경식 시트 구조 ()를 얻었다. 라미네이션의 평균 크기는 약 50 μm였으며, 캐스트 TI-46.5보다 약간 작았습니다. 동일한 공정 FFL 조직 층 시트에서 얻은 Al-2.5V-1.0CR 합금. 층 그룹이 매트릭스 Ng 구조의 γ 입자 크기보다 적당하고 약간 큰 사실에 따르면, 니켈-함유 캐스트 티타늄 알루미늄 합금의 FLI 구조의 형성 메커니즘은 티타늄-알루미늄 합금의 형성 메커니즘과 다르다. 니켈이없는 FFL 구조. 고온 α- 임상 입자는 γ- 상 매트릭스에 형성되고 약간 자랍니다. 그런 다음 냉각 공정 동안 α + γ 상으로 냉각되고, γ-상은 α- 그레인에서 침전된다. 감마/알파 라멜라 구조가 형성 된 다음 실온으로 냉각하는 동안 감마/알파 2 라멜라 구조로 전환됩니다.
캐스트 (99.8 ~ 99.5) (TI-46.5AL-2.5V-1.0CR)-(0.2 ~ 0.5) NI (%) 합금 미세 풀 레이어 시트 미세 구조 형태.
결론적으로
(1) 니켈의 0.2% 내지 0.5% (원자 분율)를 함유하는 TI-46.5AL-2.5V-1.0CR 합금 시체는 더 간단한 1150 ° C x × 144H 등온 처리에 의해 처리 될 수 있습니다. 라멜라 구조. 감마 조직 근처에서 미세하고 균일 한 등가로 바뀝니다.
(2) 감마 구조 근처에 얻은 획득 된 감마 구조를 5 ~ 10 분 동안 1370 ℃로 재가열 한 다음 냉각되어 미세한 등간 풀 플레이트 구조를 얻었다.
