Effetto dei parametri del processo di pressatura isostatica a caldo sull'organizzazione e sulle proprietà della lega di titanio TA15

La lega di titanio TA15 è un tipo di lega di titanio quasi alfa equivalente ad alto contenuto di alluminio sviluppata indipendentemente dalla Cina, che può essere utilizzata per un servizio di lunga durata a 540 gradi. La sua composizione nominale è Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V. La lega ha un'eccellente resistenza allo scorrimento viscoso, resistenza alla corrosione e prestazioni di saldatura ed è ampiamente utilizzata nella produzione di parti strutturali per vari tipi di aeroplani, motori e missili. La tecnologia di pressatura isostatica a caldo della metallurgia delle polveri può realizzare la formatura integrata della lega di titanio, il suo cristallo fine e le caratteristiche di assenza di segregazione possono far sì che le parti ottengano eccellenti proprietà organizzative, per evitare fusione e colata, forgiatura aperta di billette e altri processi ad alta energia, attraverso il la modellatura quasi netta può migliorare significativamente il tasso di utilizzo della lega di titanio.

La ricerca sulla pressatura isostatica a caldo della lega di titanio TA15 si concentra principalmente su due aspetti, da un lato, come mezzo per eliminare i difetti metallurgici interni della fusione della lega TA15, lo studio del diverso stato di pressatura isostatica a caldo delle proprietà della lega ZTA15 e l'organizzazione della legge di modifica; dall'altro, l'uso del metodo della metallurgia delle polveri per la preparazione della lega TA15, della lega di titanio in polvere TA15 attraverso il processo di pressatura isostatica a caldo, lo studio dell'evoluzione dell'organizzazione e il cambiamento delle prestazioni. Lo studio dell'evoluzione della sua organizzazione e dei cambiamenti prestazionali. Al momento, ci sono pochi rapporti sullo studio sistematico degli effetti dei parametri di pressatura isostatica a caldo sull'organizzazione e sulle proprietà.

In questo studio, il metodo della variabile controllata viene utilizzato per eseguire test di pressatura isostatica a caldo ad alta temperatura e alta pressione su polveri di leghe di titanio TA15 della stessa gamma granulometrica, selezionando diverse temperature di carico dell'accoppiamento termico, tempi di mantenimento e valori di pressione, e caratterizzare la microstruttura delle leghe e determinare la dimensione media del grano, per ottenere gli effetti dell'accoppiamento di temperatura e pressione sull'evoluzione della microstruttura e sulle proprietà delle polveri di leghe di titanio e per ottenere i risultati dell'evoluzione della microstruttura e sulle proprietà delle polveri a diverse temperature , pressioni e tempi di tenuta. L'evoluzione della microstruttura e le curve prestazionali della lega di titanio in polvere in diverse condizioni di temperatura, pressione e tempo di mantenimento vengono ottenute per fornire un riferimento per lo sviluppo di parti di formatura isostatica a caldo della lega TA15 per applicazioni aerospaziali.

Viene utilizzata la polvere di lega di titanio TA15 atomizzata sferica originale, la composizione specifica è mostrata nella Tabella 1, la sfericità è maggiore o uguale al 99% e viene utilizzato il manicotto in acciaio al carbonio, la cui dimensione è ϕ60 mm×100 mm, la polvere viene riempita uniformemente nel manicotto in acciaio al carbonio e la saldatura di tenuta viene eseguita sul manicotto cilindrico, la temperatura di riscaldamento della saldatura di tenuta è di 600 gradi e il vuoto viene portato a {{6 }}Papà. Il manicotto saldato con guarnizione è soggetto al test di pressatura in un forno di pressatura isostatico a caldo e vengono determinati rispettivamente la temperatura, il tempo di tenuta, la pressione e tre serie di condizioni di prova, come temperatura, pressione e tempo di tenuta. Dopo la sigillatura e la saldatura, la busta è stata pressata nel forno di pressatura isostatica a caldo e il test è stato eseguito sulla temperatura, sul tempo di mantenimento, sulla pressione e su tre serie di parametri: (1) la temperatura è stata impostata a 910 gradi, 930 gradi e 950 gradi, il tempo era di 180 minuti e la pressione era di 130 MPa; (2) la pressione è stata impostata a 110 gradi, 130 gradi e 150 MPa e il tempo era di 180 minuti; (3) il tempo è stato impostato a 90 gradi, 180 minuti e 240 minuti e la temperatura è stata impostata a 930 gradi e la pressione è stata di 130 MPa. Il microscopio elettronico a scansione JSM-6630LV è stato utilizzato per osservare e caratterizzare la microstruttura e la morfologia della lega TA15, mentre le statistiche e l'analisi della spaziatura delle lamelle e del contenuto di grani equiassiali sono state effettuate tramite il software IPP e le proprietà meccaniche della i campioni sono stati testati dal tester meccanico 5887-E2-GE con un carico superiore a 500 N e una velocità di trazione di 0,45-4,5 mm/min e i risultati del test sono stati presi da cinque campioni con un carico superiore a 500 N e una velocità di trazione di 0,45-4,5 mm/min e i risultati del test sono stati presi da cinque campioni con un carico superiore a 500 N. I risultati del test sono stati calcolati in media su 5 campioni.
Conclusione

(1) La resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento della lega TA15 mostrano la variazione di aumento e poi diminuzione con l'aumento della pressione del forno, del tempo di mantenimento e della temperatura, mentre l'allungamento e il restringimento della sezione mostrano la tendenza a diminuire e quindi ad aumentare con l'aumento di pressione e tempo, e diminuendo con l’aumentare della temperatura.

(2)Quando il processo di pressatura isostatica a caldo è 930 gradi ×130 MPa×3h, la lega TA15 è una tipica organizzazione a cestello netto, con basso contenuto di spaziatura delle lamelle e grani equiassiali, e le proprietà meccaniche a temperatura ambiente della billetta ottenuta dalla lega TA15 può raggiungere il livello dei forgiati omogenei, con un valore medio di resistenza alla trazione fino a 952,3 MPa, un valore medio di allungamento fino al 17,1% e un limite di snervamento di 866,3 MPa, con un ritiro della sezione di 47,9%. Il valore medio della resistenza alla trazione è fino a 952,3 MPa, il valore medio dell'allungamento è fino al 17,1%, il carico di snervamento è 866,3 MPa e il ritiro della sezione è del 47,9%.