"Annäherung an Titan legierungen": TC4 Titan legierung

TC4 (Ti-6Al-4V) Titan legierung ist eine typische Alpha-Beta-Zweiphasen-Titan legierung und derzeit die am weitesten verbreitete und am weitesten entwickelte Titan legierung. Diese Legierung zeichnet sich durch ihre geringe Dichte, hohe spezifische Festigkeit, gute thermische Stabilität und aus gezeichnete Schweißbarkeit aus, was sie für verschiedene Anwendungen sehr effektiv macht. Es ist weit verbreitet als tragendes Struktur material in der Luft-und Raumfahrt-, Schiffs-, Automobil-und Elektro industrie. In der Luft-und Raumfahrt industrie kann beispiels weise die Titan legierung TC4 verwendet werden, um die Schalen von Weltraum raketen, Lüfter flügeln von Flugzeug triebwerken, verschiedenen Balken, Rahmen, Objektträger, Fahrwerks balken herzustellen. und andere tragende Haupt bauteile sowie verschiedene Arten von Verbindungs elementen.

Die Leistung eines Materials wird durch seine Mikros truktur bestimmt, und verschiedene Arten von Mikros trukturen bestimmen unterschied liche mechanische Eigenschaften, was die Anwendung in verschiedenen Arbeits umgebungen ermöglicht. Die Titan legierung TC4 ist sehr empfindlich gegenüber Änderungen der Mikros truktur, die sich aus Wärme behandlungs prozessen ergeben. Unterschied liche Eigenschaften von Mikros trukturen, wie das Verhältnis, die Morphologie und die Verteilung der beiden Phasen, können durch Wärme behandlung und Verformung verarbeitung erreicht werden. Die üblichen Mikros trukturen der TC4-Titanlegierung umfassen die folgenden vier Typen: Äquiaxed-, Korb geflecht-, Bimodal-und Widmanstätten-Strukturen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

1) Equiaxed Struktur:
Die äqui axierte Struktur ist durch das Vorhanden sein einer mehr als 30% äqui axierten Alpha-Phase gekennzeichnet, die auf der beta-transform ierten Matrix verteilt ist. Diese Struktur wird im Allgemeinen bei Temperaturen von 30 bis 100 ° C unterhalb des Beta-Übergangs temperatur punkts nach ausreichendem Rekristallisation glühen und erheblicher plastischer Verformung gebildet. Je niedriger die Glüht emperatur und je umfangreicher die plastische Verformung ist, desto feiner und höher ist der Anteil der äqui axen Alpha phasen körner. Die äquaxierte Struktur weist eine hervorragende Gesamt leistung auf und ist heute weit verbreitet. Sie bietet eine hohe Dehnung, Querschnitts reduktion raten und eine aus gezeichnete Plastizität. Es hat jedoch eine schlechte Schlag festigkeit, Hoch temperatur leistung, Bruch zähigkeit und Kriech festigkeit.

2) Korb geflecht Struktur:
Die Korb webstruktur weist miteinander verwobene platten artige Alpha-Phasen auf, die auf der Beta-transform ierten Matrix verteilt sind und ein korbart artiges Gesamt muster bilden. Diese Struktur wird im Allgemeinen gebildet, wenn sie im Beta-Phasen bereich erhitzt oder deformiert wird, und die Verformung wird in der Alpha-Beta-Zwei phasen region beendet. Wenn im Zwei phasen bereich eine signifikante Verformung vorliegt, wird die kurze platten artige Alpha-Phase sphero idisiert, um eine äqui axierte Struktur zu bilden. Die Korb geflecht struktur hat eine hohe Kriech festigkeit und eine gute Kriech festigkeit mit einer aus gezeichneten thermischen Festigkeit, wodurch sie für die Herstellung von Bauteilen geeignet ist, die über einen längeren Zeitraum bei hohen Temperaturen verwendet werden. Darüber hinaus weist diese Art von Struktur eine geringe Ermüdung sriss wachstums rate auf, wodurch sie für strukturelle Komponenten mit hohen Anforderungen an die Schadens toleranz geeignet ist. Die Korb geflecht struktur weist jedoch eine schlechte Plastizität und eine geringe thermische Stabilität auf und kann eine "Beta-Sprödigkeit" aufweisen. Der Weg, dies zu vermeiden, besteht darin, die Heizzeit und die Temperatur in der Beta-Phase zu verkürzen und die Größe der ursprünglichen Beta-Körner zu verringern.

3) Bimodale Struktur:
Die bimodale Struktur besteht aus zwei Arten von Mikros trukturen: eine ist die äqui axierte Alpha-Phase mit einem Gehalt von nicht mehr als 30%; die andere ist die beta-transform ierte Struktur, mit abwechselnd angeordneten Lamellen-Alpha-und Beta-Phasen. Diese Struktur wird im Allgemeinen durch Glühen oder Verformen bei hohen Temperaturen im Alpha-Beta-Zwei phasen bereich erhalten. Weil die bimodale Struktur die morpho logischen Eigenschaften sowohl der Äqui-als auch der Korb geflecht struktur aufweistEs kombiniert auch die Leistungs vorteile beider. Im Vergleich zur äqui axierten Struktur weist die bimodale Struktur eine höhere Bruch zähigkeit, Ermüdung beständigkeit, Kriech festigkeit und Langzeit festigkeit auf. Im Vergleich zur Korb geflechts truktur bietet die bimodale Struktur eine bessere Plastizität, Wärme beständigkeit, Raum temperatur festigkeit und Ermüdung beständigkeit.

4) Widman stätten Struktur:
In der Struktur von Widman stätten sind die ursprünglichen Grob-Beta-Korngrenzen deutlich sichtbar. Die Beta-Körner bestehen aus abwechselnden lamellen Alpha-und Beta-Phasen, die in einer Beta-transform ierten Struktur angeordnet sind, wobei die lamellare Alpha-Phase schlank, gerade und ein hohes Seiten verhältnis mit paralleler Anordnung aufweist. Diese Art von Struktur wird gebildet, wenn die Heizt emperatur im Beta-Ein phasen bereich zu hoch und der Verformung sgrad gering ist, gefolgt von einer langsamen Abkühlung. Die Widmanstätten-Struktur weist eine hervorragende Kriech festigkeit, Langzeit festigkeit und Bruch zähigkeit auf. Aufgrund des Vorhanden seins grober ursprünglicher Beta-Körner und kontinuierlicher Alpha-Korngrenzen ist seine Plastizität jedoch sehr schlecht, ähnlich wie bei überhitzten Strukturen in Stahl. Dies sollte in tatsächlichen Produktions prozessen so weit wie möglich vermieden werden.