Розвиток мікроструктури та оптимізація властивостей гарячекатаного листа з титанового сплаву TA10

У екстремальних умовах експлуатації, таких як нафтохімія, суднобудування, атомна енергетика та морське середовище, матеріали стикаються з численними проблемами, такими як висока температура, високий тиск і сильна корозія, що висуває високі вимоги до комплексних характеристик матеріалів, особливо стійкості до корозії. Титан і титанові сплави виділяються своєю низькою щільністю, високою міцністю, високою в'язкістю та відмінною стійкістю до корозії, і стали ключовими матеріалами в цих галузях. Однак корозійну стійкість титанових сплавів за певних умов, таких як стійкість до корозії шляхом відновлення кислот і щілинної корозії, все ще потрібно покращити. З цієї причини було розроблено титановий сплав TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni), який не містить рідкісних металів, має чудову оброблюваність і чудову стійкість до відновлюючих кислот, високої температури хлоридної та щілинної корозії, і широко використовується в ряді важливих галузей.
Незважаючи на численні переваги титанового сплаву ТА10, його висока вартість залишається основним фактором, що обмежує його широке застосування. В основному це пов’язано з високою вартістю титанової губчастої сировини, складністю багаторазового процесу вакуумного плавлення та тривалою обробкою. Щоб знизити вартість і підвищити ефективність виробництва, використання електронно-променевого плавлення в поєднанні з технологією гарячої прокатки для виготовлення рулонів стрічки з титанового сплаву TA10 стало інноваційним виробничим процесом. Цей процес не тільки значно скорочує технологічний процес, але також підвищує вихід і знижує загальну вартість.

Нещодавно Шеньянський технологічний університет та дослідницька група Інституту металів Китайської академії наук і титанової промисловості Юньнань у журналі «Спеціальне лиття та кольорові сплави» опублікували останні результати дослідження, поглиблене обговорення гарячої прокатки під кутом 930 градусів на мікроструктура пластини з титанового сплаву TA10 і механічні властивості удару при кімнатній температурі. Дослідження показує, що процес гарячої прокатки ефективно покращує мікроструктуру титанового сплаву TA10, утворюючи складну структуру, що складається з матриці, частинок Ti2Ni на границях зерен і дрібних частинок фази, дифузно розподілених усередині матриці. Ця особливість мікроструктури не тільки підвищує корозійну стійкість матеріалу, але й змушує його механічні властивості демонструвати сильну анізотропію, особливо в поперечному напрямку, модуль Юнга, межа текучості та межа міцності на розрив кращі, ніж у напрямку прокатки.
Огляд методології дослідження:
Підготовка матеріалу: плити зі сплаву Ti-0.3Mo-0.8Ni розплавляли в печі з холодним шаром електронного променя з подальшою антиокислювальною обробкою та попереднім нагріванням до 930 градусів для витримки, а потім розкочували в пластини товщиною 3 мм станом гарячої прокатки 1450 мм.
Аналіз мікроструктури: за допомогою металургійного мікроскопа, скануючого електронного мікроскопа та трансмісійного електронного мікроскопа в поєднанні з елементним аналізом EDS мікроструктуру литих і катаних пластин спостерігали та детально аналізували.
Випробування механічних властивостей: підготуйте зразки на розтяг за стандартними методами та перевірте механічні властивості при кімнатній температурі на електронній машині для випробувань на розтяг, включаючи межу текучості, міцність на розрив та інші ключові показники.
Основні результати дослідження:
Процес гарячої прокатки значно покращує мікроструктуру титанового сплаву ТА10, подрібнює зерна та сприяє дифузному розподілу частинок -фази.
Рулонний лист має відмінні поперечні механічні властивості, що забезпечує міцну опору для нанесення матеріалу в різних напрямках.
Дослідження розкриває внутрішній зв’язок між мікроструктурою та механічними властивостями, що забезпечує наукову основу для подальшої оптимізації та застосування титанового сплаву TA10.
Таким чином, дослідження еволюції мікроструктури та оптимізації властивостей гарячекатаного листа з титанового сплаву TA10 не тільки дає нову ідею щодо недорогого та високоефективного приготування матеріалів із титанового сплаву, але також закладає міцну основу для вдосконалення комплексна продуктивність матеріалу в екстремальних умовах експлуатації.