Effet des paramètres du procédé de pressage isostatique à chaud sur l'organisation et les propriétés de l'alliage de titane TA15

L'alliage de titane TA15 est une sorte d'alliage de titane quasi alpha à haute teneur en aluminium développé indépendamment par la Chine, qui peut être utilisé pour un service de longue durée à 540 degrés. Sa composition nominale est Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V. L'alliage présente d'excellentes performances de résistance au fluage, à la corrosion et de soudage, et est largement utilisé dans la fabrication de pièces structurelles pour divers types d'avions, de moteurs et de missiles. La technologie de pressage isostatique à chaud de la métallurgie des poudres peut réaliser le formage intégré de l'alliage de titane, ses cristaux fins et ses caractéristiques sans ségrégation peuvent permettre aux pièces d'obtenir d'excellentes propriétés organisationnelles, pour éviter la fusion et le coulage, le forgeage de billettes ouvertes et d'autres processus à haute énergie, grâce au une mise en forme quasi nette peut améliorer considérablement le taux d'utilisation de l'alliage de titane.

La recherche sur le pressage isostatique à chaud de l'alliage de titane TA15 se concentre principalement sur deux aspects, d'une part, comme moyen d'éliminer les défauts métallurgiques internes de la coulée de l'alliage TA15, l'étude des différents états de pressage isostatique à chaud des propriétés de l'alliage ZTA15 et l'organisation de la loi de changement; d'autre part, l'utilisation de la méthode de métallurgie des poudres pour préparer l'alliage TA15, l'alliage de titane en poudre TA15 par pressage isostatique à chaud, l'étude de l'évolution de l'organisation et du changement des performances. L’étude de l’évolution de son organisation et des changements de performances. À l’heure actuelle, il existe peu de rapports sur l’étude systématique des effets des paramètres de pressage isostatique à chaud sur l’organisation et les propriétés.

Dans cette étude, la méthode des variables contrôlées est utilisée pour effectuer des tests de pressage isostatique à chaud à haute température et haute pression sur des poudres d'alliage de titane TA15 de la même plage granulométrique, en sélectionnant différentes températures de chargement de couplage thermique, temps de maintien et valeurs de pression, et caractériser la microstructure des alliages et déterminer la granulométrie moyenne, pour obtenir les effets du couplage température et pression sur l'évolution de la microstructure et les propriétés des poudres d'alliages de titane, et pour obtenir les résultats de l'évolution de la microstructure et des propriétés des poudres sous différentes températures , pressions et temps de maintien. L'évolution de la microstructure et les courbes de performances de l'alliage de titane en poudre dans différentes conditions de température, de pression et de temps de maintien sont obtenues pour fournir une référence pour le développement de pièces de formage isostatiques à chaud en alliage TA15 pour des applications aérospatiales.

La poudre d'alliage de titane TA15 atomisée sphérique originale est utilisée, la composition spécifique est indiquée dans le tableau 1, la sphéricité est supérieure ou égale à 99 % et le manchon en acier au carbone est utilisé, dont la taille est ϕ60 mm×100 mm, la poudre est versée uniformément dans le manchon en acier au carbone et le soudage du joint est effectué sur le manchon cylindrique, la température de chauffage du soudage du joint est de 600 degrés et le vide est attiré à {{6 }}Pennsylvanie. Le manchon soudé par joint est soumis au test de pressage dans un four de pressage isostatique chaud, et la température, le temps de maintien, la pression et trois ensembles de conditions de test, telles que la température, la pression et le temps de maintien, sont déterminés respectivement. Après scellage et soudage, l'enveloppe a été pressée dans le four de presse isostatique chaud et le test a été effectué à partir de la température, du temps de maintien, de la pression et de trois ensembles de paramètres : (1) la température a été réglée à 910 degrés, 930 degrés et 950. degré, le temps était de 180 minutes et la pression était de 130 MPa ; (2) la pression a été réglée à 110 degrés, 130 degrés et 150 MPa, et la durée était de 180 minutes ; (3) le temps a été réglé à 90 degrés, 180 minutes et 240 minutes, et la température a été réglée à 930 degrés et la pression était de 130 MPa. Le microscope électronique à balayage JSM-6630LV a été utilisé pour observer et caractériser la microstructure et la morphologie de l'alliage TA15, et les statistiques et l'analyse de l'espacement des lamelles et de la teneur en grains équiaxiaux ont été réalisées via le logiciel IPP, ainsi que les propriétés mécaniques du les échantillons ont été testés par le testeur mécanique 5887-E2-GE avec une charge supérieure à 500 N et un taux de traction de 0,45-4,5 mm/min, et les résultats des tests ont été tirés de cinq des échantillons avec une charge supérieure à 500N et un taux de traction de 0,45-4,5 mm/min, et les résultats des tests ont été prélevés sur cinq échantillons avec une charge supérieure à 500N. Les résultats des tests ont été moyennés sur 5 échantillons.
Conclusion

(1) La résistance à la traction et la limite d'élasticité de l'alliage TA15 montrent une augmentation puis une diminution avec l'augmentation de la pression du four, du temps de maintien et de la température, tandis que l'allongement et le retrait de section montrent une tendance à la diminution puis à l'augmentation avec l'augmentation de pression et le temps, et décroissant avec l'augmentation de la température.

(2) Lorsque le processus de pressage isostatique à chaud est de 930 degrés × 130 MPa × 3h, l'alliage TA15 est une organisation de panier en filet typique, avec une faible teneur en espacement des lattes et en grains équiaxiaux, et les propriétés mécaniques à température ambiante de la billette obtenue à partir de l'alliage TA15. peut atteindre le niveau des pièces forgées homogènes, avec une valeur moyenne de résistance à la traction allant jusqu'à 952,3MPa, une valeur moyenne d'allongement allant jusqu'à 17,1% et une limite d'élasticité de 866,3MPa, avec un retrait de section de 47,9%. La valeur moyenne de la résistance à la traction peut atteindre 952,3 MPa, la valeur moyenne de l'allongement peut atteindre 17,1 %, la limite d'élasticité est de 866,3 MPa et le retrait de section est de 47,9 %.