TA15チタン合金の組織と特性に対する熱間静水圧プレスプロセスパラメータの影響

TA15チタン合金は、中国が独自に開発した高アルミニウム相当のニアアルファチタン合金の一種で、540度で長時間使用できます。 公称組成は Ti{6}}Al-2Zr-1Mo-1V です。 この合金は耐クリープ性、耐食性、溶接性に優れており、各種航空機、エンジン、ミサイル等の構造部品の製造に広く使用されています。 粉末冶金熱間静水圧プレス技術は、チタン合金の一体成形を実現することができ、その微細な結晶と偏析のない特性により、部品の優れた組織特性を得ることができ、溶解と注入、オープンビレット鍛造およびその他の高エネルギープロセスを回避できます。ニアネットシェーピングにより、チタン合金の利用率を大幅に向上させることができます。

TA15 チタン合金熱間静水圧プレスの研究は、主に 2 つの側面に焦点を当てています。1 つは、TA15 合金鋳造の内部冶金学的欠陥を除去する手段として、ZTA15 合金特性のさまざまな熱間静水圧プレス状態の研究と法則の組織です。変化; 一方、熱間静水圧プレスプロセスによるTA15合金、TA15粉末チタン合金の粉末冶金法の使用、組織の進化と性能の変化の研究。 組織の進化とパフォーマンスの変化の研究。 現時点では、熱間静水圧プレスパラメータが組織や特性に及ぼす影響を体系的に研究した報告はほとんどありません。

この研究では、制御変数法を使用して、異なる熱結合負荷温度、保持時間、圧力値を選択し、同じ粒径範囲の TA15 チタン合金粉末に対して高温高圧熱間静水圧プレス試験を実行します。合金の微細構造を特徴づけて平均粒径を決定し、チタン合金粉末の微細構造の進化と特性に対する温度と圧力の結合の影響を取得し、さまざまな温度下での粉末の微細構造の進化と特性の結果を取得します。 、圧力と保持時間。 さまざまな温度、圧力、保持時間条件下での粉末チタン合金の微細構造の進化と性能曲線が得られ、航空宇宙用途の TA15 合金の熱間静水圧成形部品の開発の参考になります。

オリジナルの球状アトマイズTA15チタン合金粉末を使用し、具体的な組成を表1に示します。真球度は99%以上で、スリーブのサイズはφ60の炭素鋼を使用します。 mm×100mm、炭素鋼スリーブに粉末を均一に充填し、円筒スリーブ上でシール溶接を行い、シール溶接加熱温度は600度、真空引き{{6 }}パ。 シール溶接されたスリーブは熱間静水圧プレス炉でプレス試験を受け、温度、保持時間、圧力、および温度、圧力、保持時間などの 3 つの試験条件がそれぞれ決定されます。 封止および溶接後、外囲器を熱間静水圧プレス炉でプレスし、温度、保持時間、圧力および 3 つのパラメータセットから試験を実行しました。 (1) 温度を 910 度、930 度、950 度に設定しました。度、時間は１８０分、圧力は１３０ＭＰａであった。 （２）圧力を１１０度、１３０度、１５０ＭＰａに設定し、時間を１８０分とした。 （３）時間は９０度、１８０分、２４０分、温度は９３０度、圧力は１３０ＭＰａとした。 JSM-6630LV 走査型電子顕微鏡を使用して、TA15 合金の微細構造と形態を観察および特性評価し、スラット間隔と等軸粒子含有量の統計と分析を IPP ソフトウェアを通じて実行し、その機械的特性を調べました。試験片は、5887-E2-GE 機械試験機を使用して、荷重 500N 以上、引張速度 0.45-4.5mm/min で試験され、試験結果は 5 つから取得されました。荷重が 500N を超え、引張速度が 0.{34}}.5mm/min の試験片を使用し、荷重が 500N を超える 5 つの試験片から試験結果を取得しました。 テスト結果は 5 つの標本にわたって平均されました。
結論

(1)TA15合金の引張強さ、降伏強さは炉圧、保持時間、温度の上昇に伴い増加、減少の傾向を示しますが、伸び、断面収縮率は炉圧、保持時間、温度の増加に伴い減少、その後増加する傾向を示します。圧力と時間、温度の上昇とともに減少します。

(2) 熱間静水圧プレスプロセスが 930 度×130 MPa×3h の場合、TA15 合金は典型的なネットバスケット組織であり、スラット間隔と等軸結晶粒の含有量が低く、TA15 合金から得られるビレットの室温機械的特性引張強さの平均値は最大952.3MPa、伸びの平均値は最大17.1%、降伏強さは866.3MPa、断面収縮率は均質鍛造品のレベルに達します。 47.9%。 引張強さの平均値は952.3MPaまで、伸びの平均値は17.1%まで、降伏強さは866.3MPa、断面収縮率は47.9%です。