Formiranje i otkrivanje defekata središnjeg bijelog bloka u TC11 titanskim šipkama

TC11 titanska legura visokotemperaturna je Ti-Al-Mo-Zr-Si legura titana serije sposobna za dugotrajnu-upotrebu na 500 stupnjeva. Ima nisku gustoću, visoku specifičnu čvrstoću, izvrsnu otpornost na toplinu i otpornost na puzanje, a naširoko se primjenjuje u komponentama koje nose-jezgru za zrakoplovnu opremu. S nadogradnjom zrakoplovne opreme, nametnuti su stroži zahtjevi za stabilnost mikrostrukture i mehaničkih svojstava titanskih šipki Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si. Unutarnji metalurški nedostaci će smanjiti prinos gotovog proizvoda i sigurnost usluge.

 

 

1. Makromorfologija

Izduženi svijetlo bijeli blokovi leže na središnjim osovinama šipki. Graviranje otkriva njihove blijedosive-bijele nejasne rubove, odvajajući ih od pukotina i inkluzija. Manje od 1 mm široki, ozbiljni nedostaci prolaze kroz šipke i zahtijevaju presječno jetkanje za otkrivanje.

 

2. Mikrostruktura i kemijski sastav

U odnosu na uniformu + matricu, bijeli blokovi su kaotična -bogata, -siromašna područja. Segregacija elemenata povećava Ti i smanjuje Al, Mo unutar pukotina, bez pora. Ovaj inherentni nedostatak segregacije uvelike slabi svojstva materijala.

 

 

1. Primarna aksijalna segregacija nastala tijekom taljenja ingota

Tijekom vakuumsko-lučnog pretaljivanja legure TC11, Mo i Zr pokazuju slab difuzijski kapacitet. Neujednačen kemijski sastav proizlazi iz velike brzine taljenja, fluktuirajućih parametara procesa, nedosljednog doziranja i miješanja te niske gustoće elektrode. Tijekom skrućivanja, titan prvo kristalizira, dok se legirajući elementi s visokom{3}}talištem-akumuliraju u jezgri ingota, tvoreći aksijalnu segregacijsku traku-osiromašenu.

 

2. Defekti segregacije pojačani nejednakim kovanjem i valjanjem

Dostatna deformacija događa se samo na površinskom sloju tijekom kovanja i valjanja, dok je jezgra podvrgnuta neadekvatnoj deformaciji, ne uspijevajući homogenizirati inherentnu segregaciju. Visoka temperatura u jezgri rezultira ogrubljenim zrncima i potisnutim taloženjem -faze. Teška redukcija i brzo kovanje izdužuju točkastu segregaciju u dugačke trake svijetle bijele mikrostrukture u središtu šipke.

 

3. Blistavo bijeli blok defekti stabilizirani toplinskom obradom

Kada se temperatura toplinske obrade približi ili premaši -transus temperaturu, osiromašene zone legure jezgre- potpuno se pretvaraju u fazu. Zbog nedovoljnog sadržaja legure, faza se ne može istaložiti tijekom hlađenja, ostavljajući samo grube pojedinačne mikrostrukture, koje tvore trajne svijetle bijele blokove-diferencirane po boji naspram normalne dvo-faze + matrice.

 

 

1. Metalografsko jetkanje s malim-povećanjem

Uzorci su polirani i urezani za izravno vizualno promatranje, što jasno karakterizira morfologiju i veličinu svijetlo bijelih blokova i razlikuje ih od ostalih nedostataka, služeći kao osnova za ocjenjivanje nedostataka. Međutim, ova destruktivna metoda uzorkovanja ima nisku učinkovitost i ne može ostvariti punu inspekciju; primjenjiv je samo za procjenu uzorkovanja i verifikaciju procesa.

 

2. Konvencionalno ultrazvučno ispitivanje pulsa

Ne{0}}destruktivna potpuna-tehnika pregleda prikladna za masovnu proizvodnju. Njegova je osjetljivost relativno niska, što dovodi do čestog promašaja otkrivanja sitnih svijetlo bijelih blokova. Osim toga, teško razlikuje segregaciju od poroznosti i drugih nedostataka, što rezultira visokim lažno pozitivnim stopama, te se koristi samo za preliminarni pregled.

 

3. Ispitivanje ultrazvučnog faznog niza

Akustična zraka može precizno skenirati jezgru šipke s visokom osjetljivošću detekcije, sposobnom identificirati mikro-defekte veličine samo 0,8 mm. Podržava pozicioniranje defekata, kvantitativno mjerenje i 2D/3D snimanje s niskim stopama promašenog otkrivanja i naširoko je prihvaćen za potpunu inspekciju vrhunskih-zrakoplovnih titanskih materijala. Njegovi nedostaci uključuju visoku cijenu opreme i komplicirane postupke pregleda, no ipak postupno zamjenjuje konvencionalno ultrazvučno ispitivanje.

 

4. Mikroskopska karakterizacija

Ova tehnika obuhvaća metalografiju s velikim-uvećanjem, skenirajuću elektronsku mikroskopiju (SEM), energetsku disperzijsku spektroskopiju (EDS) i ispitivanje mikrotvrdoće. Omogućuje analizu fazne mikrostrukture, segregacije elemenata i propadanja svojstava kako bi se razjasnili mehanizmi stvaranja defekata. Kao metoda razornog ispitivanja, koristi se samo za praćenje grešaka i optimizaciju procesa i ne može se primijeniti za skupnu inspekciju.

 

 

• Proces taljenja: Implementirajte ravnomjerno doziranje i miješanje, strogo kontrolirajte gustoću elektroda, stabilizirajte parametre taljenja sa segmentiranom regulacijom brzine kako biste produžili vrijeme difuzije elemenata s visokom -talištem- i optimizirali hlađenje ingota kako biste smanjili aksijalno razdvajanje na izvoru.
• Vrući radni proces: Usvojite stepenasto kovanje na 980 stupnjeva → 960 stupnjeva → 950 stupnjeva, racionalno dodijelite jedno-prolaznu deformaciju kako biste potpuno prodrli u jezgru, razbili odvojene mikrostrukture i pročistili zrna.
• Proces toplinske obrade: Precizno kontrolirajte temperaturu kako biste izbjegli prekoračenje -transus temperature i provodite segmentiranu toplinsku obradu kako biste pospješili ravnomjerno taloženje -faze i ublažili nejednaku mikrostrukturu i sastav.
• Sustav inspekcijske kontrole: Uspostavite sustav inspekcije na tri-razine: potpuna inspekcija putem testiranja ultrazvučnog faznog niza, uparena s-metalografskom inspekcijom uzorkovanja uz malo{1}}povećanje i mikroskopska analiza neispravnih uzoraka kako bi se formirala zatvorena-petlja upravljanja koja pokriva otkrivanje kvarova i praćenje uzroka.

 

 

Ruihang, kao izravni proizvođač proizvoda od titana, opskrbljuje sirovine optimalne kvalitete za vašu proizvodnju preciznih komponenti. Ako imate bilo kakvih potreba za kupnjom, slobodno nas kontaktirajte putem e-pošte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com