Influence du forgeage du titane sur les propriétés et l'organisation des tiges de titane TC4 et des tiges en alliage de titane

L'alliage de titane TC4 est un alliage de titane de type A + largement utilisé dans le pays et à l'étranger. En raison de sa résistance spécifique élevée, de sa bonne résistance à la corrosion et de ses performances globales supérieures, il est largement utilisé dans l'aérospatiale, les machines chimiques, l'ingénierie pharmaceutique et d'autres industries. Titane TC4 Les défauts courants de l'alliage sont la ségrégation et les inclusions des éléments d'alliage, l'organisation de la coulée des résidus, la couche fragile, la fragilisation par l'hydrogène et les fissures fragiles et de forgeage. Au cours de la période du « dixième plan quinquennal », la Chine a commencé la recherche et le développement indépendants d'un alliage de titane de type à résistance moyenne et à haute tolérance aux dommages, comparé à d'autres tiges de titane en alliage de titane de résistance moyenne, sa résistance et son niveau de plasticité dans des conditions comparables. , avec une ténacité à la rupture et une résistance aux fissures plus élevées à l'expansion de la capacité d'être largement utilisé dans les quatre générations d'avions, d'avions et d'autres modèles importants de composants porteurs clés de notre pays. En utilisant le recuit de zone biphasé, la solution solide de zone biphasée + le vieillissement, la solution solide de zone monophasée + le processus de traitement thermique de vieillissement, l'effet de différents processus de traitement thermique sur la microstructure et les propriétés mécaniques des tiges en alliage de titane TC4 a été étudié afin pour obtenir un processus de traitement thermique qui correspond le mieux à la résistance, à la plasticité et à la ténacité de l'alliage.
(1) L'alliage de titane TC4 dans la région biphasée du traitement de recuit et de recristallisation ordinaire se produit après la recristallisation, la taille de la phase a augmente, et plus la température de recuit est élevée, plus la vitesse de refroidissement est lente, plus la recristallisation est complète, et la croissance de l'agrégation en phase a se produit, entraînant une diminution significative de la résistance de l'alliage et une augmentation de la plasticité.

(2) dans la région biphasée, solution solide + traitement de vieillissement pour obtenir l'organisation bimodale, avec la température de vieillissement augmente, la teneur en phase a secondaire diminue, la taille de la couche a augmente, la résistance et la ténacité de l'alliage diminuent, la plasticité est amélioré. Et lorsque la vitesse de refroidissement est élevée pendant la solution solide, la phase a lamellaire secondaire générée pendant le vieillissement est plus fine, ce qui entraîne une augmentation de la résistance et une diminution de la plasticité et de la ténacité de l'alliage.

(3) Dans le refroidissement par eau en solution solide de zone monophasée pour obtenir une organisation martensitique, suivi d'un traitement de vieillissement, la plasticité de l'alliage se détériore fortement et est fragile. Et lorsque la température de vieillissement augmente, les lamelles s'épaississent, mais la précipitation de la phase secondaire a est réduite, la résistance et la ténacité des tiges de titane en alliage de titane diminuent. Dans la zone monophasée, le refroidissement par air en solution solide pour obtenir l'organisation Weiss, suivi d'un traitement de vieillissement à haute température, fera augmenter encore l'épaisseur des lamelles et le degré d'entrelacement chaotique sera réduit, entraînant une diminution de la résistance, de la plasticité et de la fracture. la ténacité est améliorée.

(4) La barre en alliage de titane TC4 par traitement thermique 950C/1h/WQ+550C/6h/AC, peut réaliser la résistance, la plasticité et la ténacité de l'optimisation de l'allumette, de manière à obtenir d'excellentes propriétés mécaniques complètes.

Le processus de reforgeage de la pièce d'anneau de barre en titane TC4 est à 95 0 degrés, deux fois de chauffage, le forgeage dans le matériau du gâteau, le matériau du gâteau s'évasant dans le matériau de l'anneau, les défauts peuvent être dus à un processus de reforgeage inapproprié causé par des fissures, mais peuvent également être la barre elle-même existe dans les défauts métallurgiques tels que les inclusions, la ségrégation, la porosité, etc., et dans le processus de reforge ultérieur par les défauts métallurgiques provoqués par la fissuration. Grâce à des calculs théoriques, il est conclu que la conception de cet ensemble de dispositifs de passerelle informatisés pour machines à tricoter rectilignes est entièrement conforme aux exigences théoriques de conception. L'auteur a donc fabriqué cet ensemble de montages en nature et sera installé dans l'établi du centre d'usinage CNC de haute précision Vcentei-70 pour une vérification réelle du traitement. Ensuite, les parties traitées du pont vers la machine à mesurer à trois coordonnées pour la précision de la mesure des deux angles de l'erreur d'angle dans la plage de 0,2 degrés ~ 0,6 degrés, conformément aux exigences techniques. Parce que cet ensemble de montages peut être très pratique et rapide pour réaliser le positionnement de traitement des pièces de survol, sans avoir besoin d'autres moyens pour trouver le bon, il convient donc à la production en série de pièces de survol.

La température de forgeage détermine l'organisation de l'alliage de titane, et il est inévitable de produire une transformation de phase dans le processus de forgeage de l'alliage de titane, et les conclusions suivantes peuvent être tirées de la recherche de cet article :

(1) Il n'y a aucune différence dans la composition chimique principale entre la zone du point noir et la zone normale de la barre de titane TC4, et il n'y a pas de ségrégation des composants, donc le point noir n'est pas une organisation à changement de phase causée par la ségrégation de la composition chimique. .

(2) La zone de point noir de la tige de titane TC4 de morphologie de phase p et la zone normale présente une grande différence, pour la formation d'une région monophasée de l'organisation de changement de phase anormale.

(3) L'organisation des points noirs des tiges de titane TC4 est une organisation inégale formée par différentes phases de transformation des tiges de titane en raison d'une déformation inégale lors du processus de forgeage. En excluant l'influence des erreurs expérimentales, selon les résultats des tests, il montre qu'il n'y a pas de différence significative dans la teneur en éléments de matrice Al, V, Fe et titane entre la zone de tache noire à faible pli et la zone normale des tiges de titane, ce qui indique qu'il n'y a pas de ségrégation des composants dans la zone du point noir. Par conséquent, il n’existe pas de relation directe entre l’organisation des points noirs à faible pli et la ségrégation de la composition chimique des tiges de titane.