גורמים לפגמי פס שחור בתהליך גלגול של סורגים טיטניום TC4

TC4 (Ti-6Al-4V) היא סגסוגת טיטניום מרטנסיטית a+/3 דו-פאזית עם ביצועים מקיפים טובים, וטמפרטורת השירות שלה יכולה להגיע ל-450, שנמצאת בשימוש נרחב בחלקים מבניים חשובים של תעשיית התעופה, כגון להבי כנף ודיסקים של מנועי אוויר. מכיוון שהבר טיטניום TC4 הוא סגסוגת טיטניום דו-פאזית, אם הרכב המיקרו-אזור אינו אחיד, זה בהכרח יגרום לחריגות בארגון המאקרו ובמיקרו-ארגון, מה שיוביל להבדלים משמעותיים בקשיות החריגה. האזור והאזור הרגיל, כך שהחומר בביצועים הכוללים של הביצועים של אי אחידות, ובסופו של דבר הנבטת מקורות סדקי עייפות, מביאים סכנה פוטנציאלית גדולה לבטיחות השימוש בחלקים, כמו גם להפחית את חיי השירות של הסגסוגת . על מנת לקבוע במדויק את סוג הפגמים בפגמי הפס השחור שנמצאו במוצר בר מסגסוגת טיטניום TC4 במהלך בדיקת הגדלה נמוכה, נעשה שימוש במיקרוסקופ מתכותי כדי לצפות במיקרו-מבנה ולקבוע את האזורים החריגים של הארגון המתכתי; נעשה שימוש במיקרוסקופ אלקטרוני סורק (SEM) כדי לנתח את אזורי הפסים השחורים כפגמי משקעים כימיים עשירים במוליבדן ועניים באלומיניום; ובוצעה בדיקת מיקרו-קשיות כדי לקבוע שהמשקעים ההרכבים באזורי הפס השחור היו משקעים לא שביר. תוצאות הבדיקה מראות כי על פי השיטה לעיל ניתן לקבוע ביעילות את ההפרדה ההרכבית של סגסוגת טיטניום TC4 ואת סוגה; וקבע כי פגם מסוג זה אינו משפיע על השימוש בכריתה ניתן למסור. ניתן להפחית או לבטל פגמים כאלה על ידי שליטה בבחירת חומרי הגלם עבור מטילי סגסוגת טיטניום, תהליך הערבוב והכנת האלקטרודות והמתח והזרם בתהליך ההיתוך. ניתן לחלק את הפרדת סגסוגת טיטניום, לפי אתר ההפרדה והאזור הרגיל של הקשיות של סיווג ההפרש הגבוה והנמוך, להפרדה קשה (קשיות גבוהה מהאזור הרגיל, המכונה גם הפרדה שבירה) והפרדה רכה (קשיות היא נמוך מהאזור הרגיל, הידוע גם בשם הפרדה לא שבירה) שתי קטגוריות. אם יש רק הפרדה לא שבירה במוצר, והביצועים עומדים בדרישות תקן המוצר, עדיין ניתן לספק את הכריתה הכללית של ההפרדה של המוצר לשימוש; אסור להסיר הפרדה שבירה מהמשלוח, יש לבטל את כל המנה. המחבר דן בשיטת הניתוח והקביעה של הפרדה לא שבירה שבה נתקלים בהפרדת מוטות סגסוגת טיטניום TC4, במטרה לספק התייחסות לבדיקת מוצר כדי לשפר את איכות המוצר.

א. על הגילוי החזותי של פגמי פס שחור טיטניום TC4, השימוש במיקרוסקופיה מתכתית כדי לצפות במיקרו-מבנה שלו, האזור הפגום אינו שונה בהרבה מהאזור הרגיל, לא יכול לקבוע את סוג הפגמים; מיקרוסקופ אלקטרוני סריקה נוסף על האזור הפגום של ניתוח ההרכב הכימי של בר טיטניום, האזור הפגום עבור נקודת התצפית העשירה באלומיניום של היסודות הכימיים של ההפרדה; ובסופו של דבר בשילוב עם מבחן המיקרו קשיות כדי לקבוע את סוג ההפרדה של הפרדה TC4 בר טיטניום עשיר באלומיניום שאינו שביר; הפרדה שבירה; ולבסוף בשילוב עם מבחן המיקרו קשיות כדי לקבוע את סוג ההפרדה שנתקל בה בהפרדת סרגלי טיטניום TC4. הפרדה פריכה; באמצעות תצפית מיקרו-מבנה, ניתוח הרכב מיקרו-אזור ושיטת בדיקת מיקרו-קשיות משולבת, יכולים לקבוע ביעילות את הפרדת הרכב סגסוגת טיטניום TC4 וסוגיה.
ב. ההפרדה בסרגל סגסוגת טיטניום TC4 היא הפרדה לא שבירה של עשיר באלומיניום ועני באלומיניום, שאינו משפיע על השימוש, וניתן למסור לאחר כריתה; ניתן להפחית או לבטל פגמים כאלה על ידי שליטה בבחירת חומרי הגלם, פרמטרי ערבוב והכנת אלקטרודות, והמתח והזרם בתהליך ההיתוך.