Evolucija mikrostrukture i optimizacija svojstava toplo valjanog lima od legure titana TA10

U ekstremnim uslužnim okruženjima kao što su petrohemija, brodogradnja, nuklearna energija i pomorska okruženja, materijali se suočavaju sa višestrukim izazovima kao što su visoka temperatura, visoki pritisak i jaka korozija, što postavlja visoke zahtjeve za sveobuhvatne performanse materijala, posebno otpornost na koroziju. Titanijum i legure titana ističu se po svojoj maloj gustini, velikoj čvrstoći, visokoj žilavosti i odličnoj otpornosti na koroziju, i postali su ključni materijali u ovim oblastima. Međutim, otpornost legura titanijuma na koroziju pod određenim uslovima, kao što je otpornost na koroziju smanjenjem kiselina i korozija u pukotinama, još uvek treba da se poboljša. Iz tog razloga je razvijena legura titana TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) koja ne sadrži rijetke metale, ima odličnu preradljivost i odličnu otpornost na redukujuće kiseline, visoke temperature hloridna korozija i pukotna korozija, te se široko koristi u brojnim važnim poljima.
Uprkos brojnim prednostima legure titanijuma TA10, njena visoka cena je i dalje glavni faktor koji ograničava njenu široku primenu. To je uglavnom zbog visoke cijene sirovina od titanijumske spužve, složenosti procesa višestrukog vakuumskog topljenja i dugog toka obrade. Kako bi se smanjili troškovi i poboljšala efikasnost proizvodnje, upotreba topljenja elektronskim snopom u kombinaciji s tehnologijom vrućeg valjanja za pripremu traka od titanijumske legure TA10 postala je inovativan proizvodni proces. Ovaj proces ne samo da značajno skraćuje tok obrade, već i povećava prinos i smanjuje ukupne troškove.

Nedavno su Tehnološki univerzitet u Shenyangu i Institut za metale Kineske akademije nauka i istraživački tim Yunnan Titanium Industry u časopisu "specijalno livenje i obojene legure" objavili najnovije rezultate istraživanja, detaljnu raspravu o vrućem valjanju od 930 stepeni na mikrostruktura ploče od legure titana TA10 i mehanička svojstva udara na sobnoj temperaturi. Studija pokazuje da proces vrućeg valjanja efikasno rafinira mikrostrukturu legure titanijuma TA10, formirajući složenu strukturu sastavljenu od matrice, Ti2Ni čestica na granicama zrna i čestica fine faze difuzno raspoređenih unutar matrice. Ova karakteristika mikrostrukture ne samo da povećava otpornost materijala na koroziju, već i čini da njegova mehanička svojstva pokazuju jaku anizotropiju, posebno u poprečnom smjeru, Youngov modul, čvrstoća tečenja i vlačna čvrstoća su bolji od smjera valjanja.
Pregled metodologije istraživanja:
Priprema materijala: ploče od legure Ti-0.3Mo-0}.8Ni su topljene u peći sa hladnim slojem elektronskih zraka, praćeno antioksidacijskim tretmanom i predgrijavanjem do 930 stepeni za držanje, te na kraju valjane u ploče debljine 3 mm u mlinu za vruće valjanje od 1450 mm.
Analiza mikrostrukture: Korištenjem metalurškog mikroskopa, skenirajućeg elektronskog mikroskopa i transmisionog elektronskog mikroskopa, u kombinaciji sa EDS elementarnom analizom, uočena je i detaljno analizirana mikrostruktura livenih i valjanih ploča.
Ispitivanje mehaničkih svojstava: Pripremite zatezne uzorke prema standardnim metodama i testirajte mehanička svojstva na sobnoj temperaturi na elektronskoj mašini za ispitivanje zatezanja, uključujući čvrstoću tečenja, vlačnu čvrstoću i druge ključne pokazatelje.
Istaknuti rezultati istraživanja:
Proces vrućeg valjanja značajno poboljšava mikrostrukturu legure titana TA10, rafinira zrna i promovira difuznu distribuciju čestica -faze.
Valjani lim ima odlična poprečna mehanička svojstva, što pruža snažnu potporu za nanošenje materijala u različitim smjerovima.
Studija otkriva suštinsku vezu između mikrostrukture i mehaničkih svojstava, što daje naučnu osnovu za dalju optimizaciju i primenu legure titanijuma TA10.
Ukratko, studija evolucije mikrostrukture i optimizacije svojstava toplovaljanog lima od legure titanijuma TA10 ne samo da pruža novu ideju za jeftinu i visokoefikasnu pripremu materijala od legura titanijuma, već takođe postavlja čvrst temelj za poboljšanje sveobuhvatne performanse materijala u ekstremnom servisnom okruženju.