Efecto de la temperatura de envejecimiento en varillas forjadas de aleación de titanio Ti-6AL-7Nb

La aleación de titanio Ti-6AL-7Nb se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial, médica y química debido a sus excelentes propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad. El envejecimiento es un proceso importante para mejorar la resistencia y dureza de la aleación Ti-6AL-7Nb. La temperatura de envejecimiento tiene una gran influencia en la microestructura y propiedades mecánicas de la aleación. Este estudio estudió el efecto de la temperatura de envejecimiento en la microestructura y las propiedades de las varillas forjadas de aleación de titanio Ti-6AL-7Nb.

procedimiento del experimento
Tumores envejecidos: después del tratamiento de envejecimiento a alta temperatura de la aleación de titanio Ti-6AL-7Nb, la fase precipitada dentro de los granos cambiará, lo que puede provocar el crecimiento de los granos y un aumento en la densidad de dislocación. Estos cambios provocan tumores que envejecen, lo que aumenta la rigidez y resistencia del material.
Crecimiento de granos: el envejecimiento a alta temperatura puede provocar el crecimiento de granos, lo que puede tener un impacto en las propiedades mecánicas del material. Los granos agrandados pueden provocar una disminución de las propiedades mecánicas del material, pero en algunos casos también pueden aumentar la resistencia del material.

Transformación de fase: algunas fases precipitadas en la aleación de titanio Ti-6AL-7Nb pueden sufrir una transformación de fase durante el envejecimiento a alta temperatura. Este cambio de fase puede provocar cambios en la estructura de la red cristalina, afectando así a las propiedades del material.
Resistencia a la corrosión: la resistencia a la corrosión de la aleación de titanio Ti-6AL-7Nb puede verse afectada por la temperatura de envejecimiento. Algunos tratamientos de envejecimiento pueden hacer que la distribución de ciertos elementos en la aleación cambie en los límites de los granos, afectando así su resistencia a la corrosión.
Estabilidad térmica: la estabilidad térmica de la aleación de titanio Ti-6AL-7Nb también puede verse afectada por la temperatura de envejecimiento. Un tratamiento de envejecimiento adecuado puede mejorar la estabilidad de la aleación en ambientes de alta temperatura.
Las varillas de aleación Ti-6AL-7Nb se forjan a una temperatura de 950 grados con una tasa de reducción del 60%. Luego, las barras forjadas se dividieron en tres grupos y se sometieron a diferentes temperaturas de envejecimiento de 500 grados, 550 grados y 600 grados durante 2 horas respectivamente. La microestructura y las propiedades mecánicas de las muestras se caracterizaron mediante microscopía óptica, difracción de rayos X y pruebas de tracción.
Resultados y discusión
Los resultados muestran que la estructura de la aleación Ti-6AL-7Nb después de la forja consta de una fase equiaxial y una fase escamosa +. Después del envejecimiento, las partículas de la fase se vuelven más gruesas y la fase + escamosa se transforma en la fase equiaxial. Cuanto mayor es la temperatura de envejecimiento, más evidente es el engrosamiento de las partículas de fase - y la transformación de las fases + escamosas. Además, el análisis XRD muestra que con el aumento de la temperatura de envejecimiento, la intensidad del pico (002) disminuye y la intensidad del pico (200) aumenta, lo que indica que con el aumento de la temperatura de envejecimiento, el contenido de fase disminuye y el contenido de La fase aumenta con la temperatura.
Las pruebas de tracción muestran que a medida que aumenta la temperatura de envejecimiento, la resistencia máxima a la tracción (UTS) y el límite elástico (YS) de las muestras aumentan, mientras que la ductilidad disminuye. La UTS y la YS de la muestra de 600 grados alcanzaron los valores máximos de 1370 MPa y 1260 MPa respectivamente, que fueron un 36% y un 25% más altos que los de la muestra de 500 grados. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura de envejecimiento, el alargamiento disminuye del 12,5% al ​​4,3%, lo que indica que la plasticidad de la aleación disminuye al aumentar la temperatura de envejecimiento.
en conclusión
En resumen, la temperatura de envejecimiento tiene un impacto significativo en la estructura y propiedades de las varillas forjadas de aleación de titanio Ti-6AL-7Nb. El aumento de la temperatura de envejecimiento da como resultado el engrosamiento de las partículas de la fase -, la transformación de la fase laminar +, la disminución del contenido de la fase - y el aumento del contenido de la fase -. Además, a medida que aumenta la temperatura de envejecimiento, aumentan los UTS e YS de las muestras, mientras que el alargamiento disminuye. Los resultados de la investigación proporcionan una guía útil para la optimización del proceso de envejecimiento de la aleación de titanio Ti-6AL-7Nb.