מחקר על תהליך טיפול בחום של צלחת סגסוגת טיטניום

טיטניום, כחומר מבני עמיד בפני קורוזיה, נמצא בשימוש נרחב בתעופה וחלל, פטרוכימיה, ייצור מלח, הדפסה וצביעה, תרופות, מזון, התפלת מי ים וכו'. עם זאת, בטמפרטורה גבוהה ובריכוז גבוה של כלוריד, קורוזיה של חריצים מתרחשת בטהור טיטניום, המשפיע על חיי השירות. על מנת לפתור את הבעיה של קורוזיה של חריצים של טיטניום טהור בטמפרטורה גבוהה ובריכוז גבוה של כלוריד, אנשים פיתחו סוג חדש של סגסוגת טיטניום --- סגסוגת Ti-0.2Pd. לסגסוגת יכולת עמידה בפני קורוזיה מקומית בחומרי הפחתת וכלורידים מרוכזים חמים, אך בשל תוספת פלדיום מתכת יקרה, העלות גבוהה, כך שיישומה הוגבל. באמצע-1970השנים, תאגיד Titanium Metals Corporation של ארצות הברית פיתח סגסוגת Ti-0.3Mo-0.8Ni. הסגסוגת היא סגסוגת טיטניום כמעט, בעלת עמידות טובה בפני קורוזיה בטמפרטורה גבוהה, ריכוז גבוה של כלוריד, יכולה להחליף חלקית את העלות הגבוהה יותר של סגסוגת Ti-0.2Pd [3-4], נכללה בארצות הברית, בריטניה, רוסיה, יפן, צרפת, גרמניה וכו'. התקן, והוכנס לייצור מתועש.
בשנות ה-1980 החלה סין לעבד חומרי סגסוגת Ti-0.3Mo-0.8Ni ויישום מחקר, אך גם נכללה בסטנדרטים שלנו (המקבילים ל-TA10 של סין), וכן בטיטניום טהור עשויה להופיע בסביבת קורוזיה של חריצים. לדוגמה, במרץ 1985 הוא הוחל על תא החימום של ייצור מלח הוואקום במכרה המלח שיאנגלי, ובאפריל 1986 הוא הוחל על תא החימום של מיכל האידוי מגנזיום כלוריד בחוות המלח Tanggu. חברת החומרים המיוחדים של נאנג'ינג באוטאי ביצעה הזמנה של חומרים מרוכבים טיטניום ופלדה עבור יחידת ייצור של פרויקט דשן אשלג בחו"ל. חיפוי החומר המרוכב הוא יריעת סגסוגת טיטניום TA10 בעובי 3 מ"מ. לפי תקן GB/T3621-2007 "טיטניום וסגסוגת טיטניום לוח", הלוח הקונבנציונלי צריך לעמוד בדרישות של Class A, ההתארכות בשבירה יכולה להגיע ל-18%, בעוד שהלוח שלאחר מכן המשמש לריתוך פיצוץ צריך לעמוד בדרישות של מחלקה B, ההתארכות בהפסקה צריכה להגיע ליותר מ-25%. עבור תהליך הפיצוץ המרוכב של דרישות הפלסטיות של לוחות סגסוגת טיטניום, יכול לשמש לייצור חומר גלם של לוחית ספוג טיטניום קשיות נמוכה 0, על מנת להשיג את התהליך הבא על דרישות אינדקס הפלסטיות, אבל זה בהכרח יגדיל את העלות של חומרי הגלם . ניסוי זה משתמש בספוג טיטניום דרגה 2 כחומר גלם להכנת יריעת סגסוגת טיטניום TA10, באמצעות מחקר של מערכות טיפול בחום שונות על הארגון והמאפיינים של יריעת סגסוגת טיטניום TA10, כדי לחקור את מערכת טיפול החום המתאימה, במטרה להשיג את מדד הפלסטיות כדי לעמוד בדרישות של תהליך הפיצוץ המרוכב שלאחר מכן TA10 גיליון סגסוגת טיטניום.

1 ניסוי

1.1 חומרים ניסויים בשימוש 2 ספוג טיטניום, ניקל - מוליבדן סגסוגת ביניים, לאחר שתי צריכת ואקום עצמית התכה להכנת קוטר של 56 0 מ"מ מטיל סגסוגת טיטניום TA10, ההרכב הכימי שלו מוצג בטבלה 1. מטיל על ידי חישול בילט, כרסום, טחינה ותהליכים אחרים עשויים לוחות מגולגלים חם, ולאחר מכן בבית הגלגול של 1680 על ידי שתי אש מגולגל לתוך צלחת בעובי 3.0 מ"מ. איור 1 עבור מצב מגולגל TA10 צלחת סגסוגת טיטניום תצלומים מטאלוגרפיים, הארגון של רצועה עדינה מאוד מתגלגל מצב דפורמציה ארגון. טבלה 2 מציגה את המאפיינים המכניים בטמפרטורת החדר של גיליון סגסוגת טיטניום TA10 במצב מגולגל.

1.2 בדיקת טיפול בחום באמצעות SX2-2.5-10 תנור התנגדות, שגיאת טמפרטורה ± 5 מעלות צלזיוס. סגסוגת טיטניום TA10 היא סגסוגת כמעט מסוג, לקצב הקירור יש השפעה מועטה לפי הארגון והמאפיינים שלה, טמפרטורת החישול צריכה להיבחר בדרך כלל מתחת לנקודת המעבר של + / פאזה של 120-200 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה של + / נקודת מעבר פאזה של + / נקודת מעבר פאזה. לכן, דגימות טיפול בחום נחתכו על צלחות סגסוגת טיטניום TA10 בעובי של 3.0 מ"מ וחוללו בטמפרטורות שונות, טמפרטורות החישול היו 550, 600, 650, 700, 750 ו-800 מעלות, זמן ההחזקה היה 30 דקות, ושיטת הקירור. היה קירור אוויר. נלקחו דגימות מהצלחות המחושלות לצורך תצפית מיקרו-מבנה ובדיקת מאפיינים מכניים כדי לחקור את טמפרטורת החישול המתאימה. בטמפרטורת החישול, טיפול חישול עם זמן החזקה שונה, זמן ההחזקה היה 15, 30, 60, 120, 180 דקות בהתאמה, קח דגימות כדי להתבונן במבנה המיקרו של הצלחת לאחר חישול במשך זמן שונה ולבדוק את התכונות המכניות, ולבסוף להשיג מערכת טיפול בחום המתאימה.

2 תוצאות ודיון

2.1 ההשפעה של טמפרטורת טיפול בחום על הארגון והמאפיינים המכניים של צלחת TA10 סגסוגת טיטניום גיליון חם מגולגל על ​​ידי בידוד טמפרטורה שונה 30 דקות וטיפול חישול קירור אוויר של תכונות מכניות ומיקרו-מבנה בטמפרטורת החדר מוצגים בטבלה 3 ובאיור 2. כפי שניתן לראות ב- טבלה 3, צלחת סגסוגת טיטניום TA10 על ידי 550 מעלות × 30min/AC טיפול חישול, הנגרמת על ידי התופעה של התקשות עיבוד של חוזק חוזק גבוה ופלסטיות של תופעת העניים לא בוטלה. חיסול; בין 550 ~ 650 מעלות, עם העלייה בטמפרטורת הטיפול בחום, תופעת התקשות עיבוד הצלחת מתבטלת בהדרגה, חוזק המתיחה מופחת בהדרגה, הפלסטיות משתפרת מעט; בין 650 ~ 700 מעלות, החוזק של גיליון מגולגל חם כמעט ללא שינוי, בעוד הפלסטיות השתפרה באופן משמעותי; בין 750 ~ 800 מעלות, חוזק המתיחה של גיליון מגולגל חם עדיין ללא שינוי, בעוד שההתארכות לאחר הפסקה פוחתת, הידרדרות הפלסטיות של הצלחת. כפי שניתן לראות מאיור 2, צלחת סגסוגת טיטניום TA10 ב-700 מעלות מתחת לתהליך ההתאוששות העיקרי, ארגון העיוות הגלגול של הארגון דמוי הרצועה, כאשר טמפרטורת הטיפול בחום עולה ל-700 מעלות, מתרחשת גרעין מחדש וצמיחת גרגרים. . טמפרטורת טיפול בחום של 750 מעלות, התגבשות מחדש הושלמה בעצם, הרוב המכריע של הארגון לשלב האיזומטרי העדין יותר, אך עדיין יש מספר קטן של ארגון דפורמציה פסים. כאשר טמפרטורת הטיפול בחום מגיעה ל-800 מעלות, חלק מהגרגרים גדלים בצורה לא תקינה והארגון גס. לכן, על מנת TA10 סגסוגת טיטניום גיליון חם מגולגל כדי לעמוד בדרישות של תהליך פיצוץ מורכב על הפלסטיות של הצלחת, יש לבחור את טמפרטורת טיפול החום המתאימה בין 700 ~ 750 מעלות.

2.2 השפעת זמן ההחזקה על הארגון והמאפיינים המכניים של הצלחת בהתאם לניסוי טמפרטורת טיפול החום שנבחרה טמפרטורת טיפול בחום של 750 מעלות, התכונות המכניות של הצלחת לאחר טיפול בחום של זמן החזקה שונה בטמפרטורה זו מוצגות בטבלה 4, מבנה המיקרו מוצג באיור 3. מטבלה 4 ניתן לראות, כאשר טמפרטורת החימום של 750 מעלות, עם הארכת זמן ההחזקה, חוזק המתיחה של צלחת סגסוגת טיטניום TA10 אינו משתנה בהרבה, בתוך 5 ~ 10MPa, זמן ההחזקה של 5 ~ 10MPa, חוזק המתיחה של לוח סגסוגת טיטניום TA10 אינו גדול במיוחד. ~ 10MPa, זמן בידוד במרווח של 15 ~ 60 דקות, התארכות צלחת בהפסקה עם הארכת זמן הבידוד גדולה משמעותית, הפלסטיות הופכת טובה יותר; וכאשר זמן הבידוד של יותר מ-60 דקות, להתארכות הצלחת בהפסקה יש הפחתה ברורה יותר, הפלסטיות מתדרדרת בהדרגה. כפי שניתן לראות מאיור 3, צלחת סגסוגת טיטניום TA10 ב 750 מעלות לאחר 15, 30, 60, 120, 180 דקות טיפול חישול, הארגון מהרצועה הראשונית מתגלגל דפורמציה ארגון בהדרגה התגבשות גרעין וגידול גרגר, כאשר זמן ההחזקה של 30 דקות , ההתגבשות מחדש הושלמה בעצם (ראה איור 3b), כאשר זמן ההחזקה מגיע ל-60 דקות, ההתגבשות מחדש של השלם, הארגון עדין ואיזוטרופי אחיד, והפלסטיות טובה; כאשר זמן ההחזקה של יותר מ 60 דקות, לצלחת יש הפחתה ברורה יותר בהתארכות לאחר שבירה, הפלסטיות מתדרדרת בהדרגה. הארגון הוא שלב איזומטרי בסדר ואחיד (ראה איור 3ג). ככל שזמן הבידוד ממשיך להתארך, מבנה העיוות וגורמים אחרים המעכבים את סילוק צמיחת הדגנים, כמה גבולות גרגרים מיוחדים נודדים במהירות [11], חלק מהגרגרים המתגבשים מחדש גדלים בצורה לא תקינה, הארגון גס בהדרגה.

לסיכום, טיפול חישול יריעות מגולגלות מסגסוגת טיטניום TA10 צריך להגיע לטמפרטורה מסוימת על מנת להגיב ביעילות כדי להשיג ארגון וביצועים טובים יותר. כמו בטיפול חישול של 750 מעלות ניתן לקבל כאשר הארגון שווה צירי ופלסטיות טובה, כאשר הטמפרטורה ממשיכה לעלות כאשר החוזק עולה, ההתארכות יורדת. יש לשלוט בטיפול חישול לוחות סגסוגת טיטניום TA10 גם כאשר זמן ההחזקה, אחרת עקב צמיחת גרגירים שהתגבשו מחדש, ישפיע על הפלסטיות של החומר.

3 מסקנה

(1) כאשר טמפרטורת הטיפול בחום מגיעה ל-600 מעלות, הארגון של צלחת סגסוגת טיטניום TA10 יכול לקבל תגובה טובה, אך הפלסטיות ירודה. אם אתה צריך להשיג פלסטיות טובה יותר כדי לעמוד בדרישות השימוש בפלטות טיטניום עבור חומר נפץ, אתה צריך לבצע טמפרטורה גבוהה יותר (700 ~ 750 מעלות) של טיפול בחום. (2) כאשר טמפרטורת הטיפול בחום בטוחה, לזמן ההחזקה יש השפעה מועטה על חוזק צלחת סגסוגת טיטניום TA10, אך לפלסטיות יש השפעה משמעותית. (3) עבור גיליון סגסוגת טיטניום TA10 בעובי של 3 מ"מ, לאחר (700 ~ 750) מעלות × (30 ~ 60) דקות / טיפול חישול AC, אתה יכול לקבל שלב שווה צירי אחיד יותר ותכונות מכניות מקיפות יותר, כדי לעמוד בדרישות שימוש בלוחות טיטניום לדרישות חומר נפץ.