Beth Yw Effaith y Broses Rholio Clad Ar Daflenni Aloi Titaniwm Gr5?

 

Fel aloi titaniwm + dwplecs nodweddiadol,Aloi titaniwm Gr5 (Ti-6Al-4V)manteision o'r cladin a rholio technoleg. Mae'r dechnoleg hon yn defnyddio haen cladin metel i wella unffurfiaeth grym treigl, gan ddatrys y broblem cracio ymyl yn effeithiol yn ystod prosesu gostyngiad mawr o aloi titaniwm. Mae'n darparu llwybr dichonadwy ar gyfer paratoadau perfformiad uchel o ddalennau o wahanol drwch. Defnyddir y ddalen denau ultra 0.5mm yn aml mewn cydrannau manwl gywir a mewnblaniadau meddygol, tra bod y ddalen ganolig 3.0mm-drwchus yn cael ei defnyddio'n bennaf mewn rhannau sy'n dwyn llwyth adeileddol. O dan y broses cladin a rholio, mae'r astudiaeth hon yn archwilio cyfraith esblygiad microstrwythur a gwahaniaethau eiddo mecanyddol o ddalennau aloi titaniwm 0.5mm a 3.0mm Gr5, gan ddatgelu'r gydberthynas gynhenid ​​rhwng paramedrau trwch a pherfformiad proses.

 

 

Deunyddiau Crai a Pharatoi Sampl

Dewiswyd ingotau aloi titaniwm diwydiannol-gradd Gr5 ar gyfer yr arbrawf. Eu prif gyfansoddiadau cemegol (ffracsiwn màs) yw: Al 5.8%, V 4.2%, Fe 0.15%, O 0.12%, a'r cydbwysedd yw Ti, sy'n cwrdd â gofynion safon ASTM B348. Ar ôl anelio homogeneiddio ar 1050 gradd (rhanbarth) am 4 awr, cafodd yr ingot ei ffugio i mewn i 15mm poeth trwchus-wedi'i rolio'n wag. Defnyddiwyd plât dur Q235 (2mm o drwch) fel y deunydd cladin. Defnyddiwyd weldio arc argon i gydosod a weldio'r aloi titaniwm yn wag a'r plât dur cladin i mewn i becyn rholio caeedig wedi'i lamineiddio, gan sicrhau nad yw'r aloi titaniwm yn cysylltu'n uniongyrchol â'r aer yn ystod y broses dreigl er mwyn osgoi halogiad ocsideiddio.

Prosesau treigl gwahaniaethol ar gyfer y ddau drwch targed:

 

• Taflen 3.0mm: Cynheswyd y pecyn rholio clad a'i insiwleiddio ar 930 gradd (adran tymheredd canolig + rhanbarth dwplecs) am 2 awr, rholio poeth i 3.5mm mewn gwres sengl, yna'n destun anelio recrystallization ar 800 gradd am 1h i gael gwared ar straen treigl a mireinio'r strwythur, ac yn olaf rholio oer {.0} 3.0mm trwy anelio ar 800 gradd am 1h i gael gwared ar straen treigl a mireinio'r strwythur, ac yn olaf rholio oer {.0} 3.0} wedi'i orffen. yn pasio gyda chyfradd gostyngiad treigl oer o tua 14%.
• Taflen 0.5mm: Gan ddefnyddio'r daflen 3.0mm fel y gwag canolradd, ar ôl ffrwydro ergyd arwyneb, mabwysiadwyd proses rolio oer tymheredd ystafell i gyrraedd y trwch targed trwy 20 pas o rolio blaengar gyda chyfradd gostyngiad cyfanswm o 83%. Perfformiwyd anelio lleddfu straen tymheredd isel ar 650 gradd am 30 munud bob 5 pas i atal craciau wrth rolio.

 

Yn olaf, bu'r ddau drwch o ddalennau'n destun anelio gwactod ar 650 gradd am 1h i ddileu'r straen gweithio oer terfynol a sicrhau sefydlogrwydd strwythurol.

 

Dulliau Prawf

Offer Profi: OM&TEM

 

Cyflawnwyd nodweddu microstrwythur gan ddefnyddio microsgop optegol OLYMPUS GX71 (OM) a microsgop electron trawsyrru FEI Tecnai G2 F20 (TEM). Ar ôl malu a chaboli, cafodd y samplau eu hysgythru ag adweithydd Kroll (HF:HNO₃:H₂O=1:3:10) i blant 5-8 oed arddangos y strwythur metallograffig. Paratowyd samplau TEM trwy sgleinio electrolytig chwistrell dwbl gyda hylif gweithiol o fethanol:asid nitrig=3:1 ar -20 gradd .

Perfformiwyd profion eiddo mecanyddol yn unol â safonau ASTM E8 / E8M ar beiriant profi cyffredinol Instron 5969 ar gyfer profion tynnol tymheredd ystafell ar gyfradd tynnol o 2mm/munud. Cymerwyd tri sampl cyfochrog ar gyfer pob trwch, a defnyddiwyd y gwerth cyfartalog fel y canlyniad terfynol. Profwyd microhardness gan ddefnyddio profwr caledwch ZWICK/Roell ZHV30 Vickers gyda llwyth o 100g ac amser dal o 15s. Profwyd deg pwynt ar gyfer pob sampl, a chymerwyd y gwerth cyfartalog ar ôl tynnu'r gwerthoedd uchaf ac isaf.

 

 

Macrostrwythur a Maint Grawn

Mae gan y ddau drwch o ddalennau aloi titaniwm strwythur + deublyg, ond mae gwahaniaethau sylweddol mewn maint grawn, dosbarthiad cyfnod a mecanwaith ffurfio oherwydd trwch (gwahaniaethau mewn technoleg prosesu).

 

delweddau micrograff tua 0.5mm a 3.0mm taflen Titaniwm

 

Paramedr	3.0mm Canolig-Taflen Drwchus	0.5mm Ultra-Taflen denau
Maint Grawn	8–12μm (Cyhydychiad Bras)	2–5μm (Ultra-Iawn)
Dosbarthiad Cyfnod	Amharhaol (Stribedi/Ynysoedd)	Parhaus (Rhwydwaith + gwaddodion gwasgaredig)
Mecanwaith Craidd	Rholio poeth tymheredd canolig + rholio oer cymedrol	Gostyngiad mawr mewn rholio oer + -anelio tymheredd isel

 

 

Cymharu Priodweddau Mecanyddol

Trwch dalen (mm)	Cryfder Tynnol Rm (MPa)	Cryfder Cynnyrch Rp0.2 (MPa)	Elongation ar ôl torri asgwrn A (%)	Micro-galedwch HV
3.0	898	840	17.7	260
0.5	1035	980	16.5	320
Cyfradd Gwella Perfformiad (%)	15.2	16.7	-1.2	23.1

 

 

Gall y broses rolio clad baratoi dalennau aloi titaniwm Gr5 perfformiad uchel yn effeithiol. Mae gwahaniaethau sylweddol ym microstrwythur a phriodweddau mecanyddol cynfasau o wahanol drwch: mae'r ddalen drwchus 3.0mm o drwch yn cyflwyno strwythur stribed + equiaxed gyda maint grawn o 8-12μm, cryfder tynnol tymheredd ystafell o 898MPa, ac elongation ar ôl torri asgwrn o 17.7%; mae'r ddalen denau 0.5mm ultra- yn ffurfio strwythur rhwydwaith + mân iawn gyda maint grawn o 2-5μm, mae'r cryfder tynnol yn cynyddu i 1035MPa, ac mae'r elongation ar ôl torri asgwrn yn cael ei gynnal ar 16.5%, gan gyflawni cyfuniad da o gryfder uchel a phlastigrwydd uchel.

 

Trwch -anffurfiannau treigl tra-arglwyddiaethu a pharamedrau proses yw craidd rheoli microstrwythur: y broses gyfunol o rolio oer gostyngiad mawr ac anelio segmentiedig yw'r allwedd i gyflawni mireinio'r daflen 0.5mm ultra-graen, tra bod tymheredd rholio poeth canolig a rholio oer gostyngiad bach yn pennu nodweddion strwythur grawn equiaxed 3 bras; mae'r haen cladin yn chwarae rhan wrth wella unffurfiaeth anffurfiad ac atal cynhyrchu diffygion wrth baratoi'r ddau drwch o daflenni.

 

Mae'r ddalen ganolig 3.0mm-trwchus, gyda phlastigrwydd da a chryfder cymedrol, yn addas ar gyfer cydrannau sy'n cario llwyth megis rhannau strwythurol awyrofod a phiblinellau peirianneg forol; gellir defnyddio'r ddalen denau 0.5mm ultra-, gyda'i chryfder penodol rhagorol a'i chywirdeb dimensiwn, mewn meysydd pen uchel megis mewnblaniadau meddygol (ee, llwyni cymalau artiffisial) a chydrannau ysgafn llafnau injan aero.