Развитие на микроструктурата и оптимизиране на свойствата на горещо валцуван лист от титаниева сплав TA10

В екстремни експлоатационни среди като нефтохимическата промишленост, корабостроенето, ядрената енергетика и морските среди, материалите са изправени пред множество предизвикателства като висока температура, високо налягане и силна корозия, което поставя високи изисквания към всеобхватните характеристики на материалите, особено устойчивостта на корозия. Титанът и титановите сплави се отличават със своята ниска плътност, висока якост, висока издръжливост и отлична устойчивост на корозия и са се превърнали в ключови материали в тези области. Въпреки това, устойчивостта на корозия на титанови сплави при определени условия, като устойчивост на корозия чрез намаляване на киселините и корозия на пукнатини, все още трябва да бъде подобрена. Поради тази причина е разработена титанова сплав TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni), която не съдържа редки метали, има отлична обработваемост и има отлична устойчивост на редуциращи киселини, висока температура хлоридна корозия и корозия в пукнатини и се използва широко в редица важни области.
Въпреки многото предимства на титановата сплав TA10, високата й цена все още е основният фактор, ограничаващ широкото й приложение. Това се дължи главно на високата цена на суровините от титанова гъба, сложността на процеса на многократно вакуумно топене и дългия процес на обработка. За да се намалят разходите и да се подобри ефективността на производството, използването на електронно лъчево топене, комбинирано с технология за горещо валцуване, за да се подготвят рулони от ленти от титаниева сплав TA10, се превърна в иновативен производствен процес. Този процес не само съкращава значително процеса на обработка, но също така увеличава добива и намалява общите разходи.

Наскоро Технологичният университет в Шенянг и Институтът по метали на Китайската академия на науките и изследователският екип на титанова промишленост на Юнан в списанието "специални леярски и цветни сплави" публикуваха най-новите резултати от изследването, задълбочено обсъждане на 930 градуса горещо валцуване на микроструктурата на пластината от титанова сплав TA10 и механичните свойства на стайна температура на удара. Проучването показва, че процесът на горещо валцуване ефективно усъвършенства микроструктурата на титановата сплав TA10, образувайки сложна структура, съставена от матрица, Ti2Ni частици по границите на зърната и фини фазови частици, дифузно разпределени в матрицата. Тази характеристика на микроструктурата не само повишава устойчивостта на корозия на материала, но също така кара неговите механични свойства да показват силна анизотропия, особено в напречна посока, модулът на Юнг, границата на провлачване и якостта на опън са по-добри от посоката на валцуване.
Преглед на методологията на изследването:
Подготовка на материала: плочите от сплав Ti-0.3Mo-0.8Ni бяха разтопени в пещ със студен слой с електронен лъч, последвано от антиокислителна обработка и предварително нагряване до 930 градуса за задържане и накрая навити на плочи с дебелина 3мм от 1450мм горещовалцуван стан.
Анализ на микроструктурата: С помощта на металургичен микроскоп, сканиращ електронен микроскоп и трансмисионен електронен микроскоп, комбиниран с EDS елементен анализ, микроструктурата на отливките и валцуваните плочи беше наблюдавана и анализирана в детайли.
Изпитване на механични свойства: Подгответе пробите за опън съгласно стандартните методи и тествайте механичните свойства при стайна температура на електронната машина за изпитване на опън, включително граница на провлачване, якост на опън и други ключови показатели.
Акценти в резултатите от изследването:
Процесът на горещо валцуване значително подобрява микроструктурата на титановата сплав TA10, рафинира зърната и насърчава дифузното разпределение на частиците от -фаза.
Валцуваният лист има отлични напречни механични свойства, което осигурява здрава опора за нанасяне на материала в различни посоки.
Проучването разкрива присъщата връзка между микроструктурата и механичните свойства, което осигурява научна основа за по-нататъшно оптимизиране и приложение на титанова сплав TA10.
В обобщение, изследването на еволюцията на микроструктурата и оптимизирането на свойствата на горещо валцуван лист от титанова сплав TA10 не само предоставя нова идея за евтина и високоефективна подготовка на материали от титанова сплав, но също така поставя солидна основа за подобряване на цялостното представяне на материала в екстремна сервизна среда.