Дослідження процесу термічної обробки пластини з титанового сплаву

Титан, як корозійностійкий конструкційний матеріал, широко використовується в аерокосмічній промисловості, нафтохімічній промисловості, виробництві солі, друку та фарбуванні, фармацевтичній промисловості, харчовій промисловості, опрісненні морської води тощо. Однак при високій температурі та високій концентрації хлориду щілинна корозія виникає в чистому вигляді. титан, що впливає на термін служби. Щоб вирішити проблему щілинної корозії чистого титану при високій температурі та високій концентрації хлориду, люди розробили новий тип титанового сплаву --- Ti-0.2Pd сплав. Сплав має здатність протистояти локальній корозії у відновних середовищах і гарячих концентрованих хлоридах, але через додавання дорогоцінного металу паладію вартість висока, тому його застосування було обмеженим. у середині-1970Х століття корпорація Titanium Metals Corporation розробила сплав Ti-0.3Mo-0.8Ni. Сплав майже титанового типу, має гарну стійкість до щілинної корозії при високій температурі, високій концентрації хлориду, може частково замінити більш високу вартість Ti-0. 2Pd сплав [3-4] включено у Сполучених Штатах, Сполученому Королівстві, Росії, Японії, Франції, Німеччині тощо. Стандарт і введено в промислове виробництво.
У 1980-х роках Китай почав обробку сплавів Ti-0.3Mo-0.8Ni та застосування досліджень, але також включив у наші стандарти (відповідає китайському TA10), і у чистому титані може з'явитися щілинна корозія. Наприклад, у березні 1985 року його застосували до нагрівальної камери вакуумного виробництва солі на соляній шахті Сянлі, а в квітні 1986 року його застосували до нагрівальної камери резервуара для випаровування хлориду магнію на соляній фермі Тангу. Компанія Nanjing Baotai Special Materials замовила композиційні матеріали з титану та сталі для заводу з виробництва калійних добрив за кордоном. Облицювання з композитного матеріалу являє собою лист титанового сплаву TA10 товщиною 3 мм. Відповідно до стандарту GB/T3621-2007 "пластина з титану та титанового сплаву", звичайна пластина повинна відповідати вимогам класу A, подовження при розриві може досягати 18%, тоді як наступна пластина, яка використовується для зварювання вибухом, повинна відповідати вимогам класу В, відносне подовження при розриві повинно досягати більше 25%. Для вибухового композитного процесу вимог до пластичності пластини з титанового сплаву можна використовувати як сировину для виробництва титанової губчастої пластини з низькою твердістю 0, щоб досягти наступного процесу за вимогами до індексу пластичності, але це неминуче збільшить вартість сировини . У цьому експерименті використовується титанова губка 2 класу як сировина для виготовлення листа титанового сплаву TA10, шляхом вивчення різних систем термічної обробки щодо організації та властивостей листа титанового сплаву TA10, щоб дослідити відповідну систему термічної обробки з метою отримання індекс пластичності для відповідності вимогам подальшого вибухового композитного процесу TA10 лист титанового сплаву.

1 Експеримент

1.1 Експериментальні матеріали, використані 2 губчастий титановий, нікель-молібденовий проміжний сплав, після двох вакуумних плавок самоспоживання для приготування діаметром 560мм злитка титанового сплаву ТА10, його хімічний склад наведено в таблиці 1. злиток шляхом кування заготовки, фрезерування, шліфування та інші процеси, виготовлені з гарячекатаних слябів, а потім на прокатному стані 1680 за допомогою двох вогню прокатуються в плиту товщиною 3,0 мм. Рисунок 1 для металографічних фотографій пластини з титанового сплаву TA10 у стані прокату, організація її дуже тонкої організації деформації стану прокатки. Таблиця 2 показує механічні властивості листа з титанового сплаву TA10, отриманого при кімнатній температурі.

1.2 Термічна обробка. Випробування термічної обробки з використанням печі опору SX2-2.5-10, температурна похибка ± 5 градусів C. Титановий сплав TA10 є сплавом майже аналогічного типу, швидкість охолодження мало впливає за його організацією та властивостями температуру відпалу, як правило, слід вибирати нижче +/точки фазового переходу 120-200 градусів C. Температура +/фазового переходу +/точки фазового переходу. Таким чином, термооброблені зразки були вирізані на гарячекатані пластини з титанового сплаву TA10 товщиною 3,0 мм і відпалені при різних температурах, температури відпалу становили 550, 600, 650, 700, 750 і 800 градусів, час витримки становив 30 хвилин, а метод охолодження було повітряне охолодження. Зразки були взяті з відпалених пластин для спостереження за мікроструктурою та випробування механічних властивостей для визначення відповідної температури відпалу. При температурі відпалу, обробці відпалу з різним часом витримки, час витримки становив 15, 30, 60, 120, 180 хв відповідно, взяти зразки для спостереження за мікроструктурою пластини після відпалу протягом різного часу та перевірити механічні властивості, і, нарешті, отримати відповідна система термічної обробки.

2 Результати та їх обговорення

2.1 Вплив температури термічної обробки на структуру та механічні властивості листа гарячого прокату з титанового сплаву TA10 за допомогою різної температури ізоляції 30 хвилин та обробки повітряним охолодженням відпалу при кімнатній температурі механічні властивості та мікроструктуру показано в таблиці 3 та малюнку 2, як показано на Таблиця 3, пластина з титанового сплаву TA10 під час обробки відпалом 550 градусів × 30 хв/змінним струмом, спричиненого явищем обробки зміцнення міцності високої міцності та пластичності явища бідних не усувається. Елімінація; між 550 ~ 650 градусами, із збільшенням температури термічної обробки, явище загартування пластини поступово усувається, міцність на розрив поступово знижується, пластичність трохи покращується; між 650 ~ 700 градусами міцність гарячекатаного листа майже не змінюється, а пластичність значно покращується; між 750 ~ 800 градусами міцність на розрив гарячекатаного листа залишається незмінною, тоді як подовження після розриву зменшується, пластичність пластини погіршується. Як видно з рисунка 2, пластина з титанового сплаву TA10 на 700 градусів нижче основного процесу відновлення, організація деформації прокатки стрічкоподібної організації, коли температура термічної обробки підвищується до 700 градусів, відбувається зародження рекристалізації та зростання зерен . Температура термообробки 750 градусів, рекристалізація в основному завершена, переважна більшість організації для більш тонкої ізометричної фази, але все ще є невелика кількість смугової організації деформації. Коли температура термічної обробки досягає 800 градусів, деякі зерна ростуть аномально, а організація стає грубою. Тому для того, щоб гарячекатаний лист з титанового сплаву TA10 відповідав вимогам вибухового композитного процесу щодо пластичності пластини, відповідну температуру термічної обробки слід вибрати між 700 ~ 750 градусами.

2.2 Вплив часу витримки на організацію та механічні властивості пластини відповідно до експерименту з температурою термообробки. Вибрана температура термообробки 750 градусів, механічні властивості пластини після термообробки різного часу витримки при цій температурі показано в таблиці 4, мікроструктура показана на малюнку 3. З таблиці 4 видно, що при температурі нагрівання 750 градусів, із продовженням часу витримки, міцність на розрив пластини з титанового сплаву TA10 не сильно змінюється, в межах 5 ~ 10 МПа, час витримки 5 ~ 10 МПа, міцність на розрив пластини з титанового сплаву TA10 не дуже велика. ~ 10 МПа, час ізоляції в інтервалі 15 ~ 60 хв, подовження пластини при розриві з подовженням часу ізоляції значно більше, пластичність стає кращою; і коли час ізоляції перевищує 60 хвилин, подовження пластини при розриві має більш очевидне зменшення, пластичність поступово погіршується. Як видно з рисунка 3, пластина з титанового сплаву TA10 при 750 градусах після обробки відпалом 15, 30, 60, 120, 180 хвилин, організація від початкової організації деформації прокатки смуги поступово зародження рекристалізації та зростання зерна, коли час витримки становить 30 хвилин , перекристалізація в основному завершена (див. Малюнок 3b), коли час витримки досягає 60 хвилин, перекристалізація в цілому, організація тонка та рівномірна ізотропна, а пластичність хороша; коли час витримки більше 60 хв, пластина має більш очевидне зменшення подовження після поломки, пластичність поступово погіршується. Організація є тонкою та рівномірною ізометричною фазою (див. Малюнок 3c). Оскільки час ізоляції продовжує подовжуватися, деформаційна структура та інші фактори, що перешкоджають росту зерен, усуваються, кілька спеціальних меж зерен швидко мігрують [11], деякі рекристалізовані зерна ростуть ненормально, організація поступово стає грубою.

Підводячи підсумок, обробка відпалу листового прокату з титанового сплаву TA10 повинна досягти певної температури, щоб ефективно реагувати на отримання кращої організації та продуктивності. Таке, як лікування відпалом при 750 градусах, можна отримати, коли рівноосьова організація та хороша пластичність, коли температура продовжує зростати, коли міцність підвищується, подовження зменшується. Обробку відпалу пластини з титанового сплаву TA10 також слід контролювати, коли час витримки, інакше через зростання рекристалізованих зерен це вплине на пластичність матеріалу.

3 Висновок

(1) Коли температура термічної обробки досягає 600 градусів, організація пластини з титанового сплаву TA10 може отримати хороший відгук, але пластичність погана. Якщо вам потрібно отримати кращу пластичність, щоб відповідати вимогам використання титанових пластин для вибухового композиту, вам потрібно провести більш високу температуру (700 ~ 750 градусів) термічної обробки. (2) Коли температура термічної обробки визначена, час витримки мало впливає на міцність пластини з титанового сплаву TA10, але пластичність має значний вплив. (3) Для гарячекатаного листа з титанового сплаву TA10 товщиною 3 мм після відпалу (700 ~ 750) градусів × (30 ~ 60) хв / змінним струмом ви можете отримати більш рівномірну рівновісну фазу та кращі комплексні механічні властивості, щоб відповідати вимогам використання титанових пластин для вибухових композитних вимог.