Greining á þrávirkni og bræðsluferli TC4 títanblendi

Títan málmblöndur eru mikið notaðar í geimferðum, lækningatækjum og efnaiðnaði vegna framúrskarandi alhliða frammistöðu þeirra. Meðal þeirra,TC4 títan álfelgur(Ti-6Al-4V) hefur orðið mikilvægt efni á þessum sviðum vegna góðs styrks, tæringarþols og háhitaframmistöðu. Þessi grein fjallar um viðvarandi eiginleika TC4 títan álfelgur og bræðsluferli þess og greinir lykilþætti sem hafa áhrif á eiginleika þess.
1. Samsetning og örbygging TC4 títan álfelgur
TC4 títan álfelgur tilheyrir + gerð álfelgur, sem er aðallega samsett úr títan (Ti), áli (Al) og vanadíum (V), þar af er álinnihaldið 6% og vanadíninnihaldið er 4%. Við stofuhita sýnir málmblendin aðallega skipulagsform -fasa og -fasa samlífis, en mismunandi hitameðhöndlun og vinnslutækni mun leiða til breytinga á örbyggingu þess og hafa þannig áhrif á vélræna eiginleika þess.
Örbyggingin gegnir mikilvægu hlutverki í þrálátum eiginleikum TC4 málmblöndur. Rannsóknir hafa sýnt að þolstyrk og sveigjanleika málmblöndunnar er hægt að auka á áhrifaríkan hátt með því að fínstilla skipulag steypunnar eða smíðaðs ríkisins, gera -fasann og -fasann jafndreifðan og stjórna stærðum þeirra. Sérstaklega þegar -áfanginn sýnir einsleita og fína formgerð, nær þolafköst TC4 málmblöndunnar besta ástandinu.
2. Greining á endingu TC4 títan álfelgur
Endingareiginleikinn er mikilvægur mælikvarði til að mæla styrk efnis við háan hita og-langtímaálag, sem er sérstaklega mikilvægt í háum-hita og háum-þrýstingi eins og í loftrými. Tilraunagögn sýna að við 400 gráður getur þolstyrkur TC4 málmblöndunnar náð 550 MPa, sem sýnir framúrskarandi skriðþol; þegar hitastigið hækkar í 500 gráður minnkar þolstyrkur þess í 400 MPa, sem hefur samt góðan háan-hitastöðugleika. Hins vegar, við 650 gráður, lækkar þolstyrkurinn hratt í 250 MPa, sem gefur til kynna að TC4 álfelgur hafi ekki verulegan yfirburði í þolframmistöðu yfir 600 gráðum. Málblönduna hentar því best til notkunar í 400 gráðu og 400 gráðu notkun. Þess vegna hentar málmblöndunni best til notkunar í 400 gráðu til 500 gráðu rekstrarumhverfi.
3. Áhrif bræðsluferlis á frammistöðu TC4 títan álfelgur
Bræðsluferlið gegnir lykilhlutverki í frammistöðuTC4 títan álfelgur, og í augnablikinu eru tómarúm sjálfsnotkun rafbogaofnsbræðslu (VAR) og rafeindageislabræðsla (EBM) aðallega notuð. Mismunandi bræðsluferli mun hafa áhrif á hreinleika, örbyggingu og innihald álblöndunnar og hafa þannig áhrif á endingu þess.
VAR bráðnun: framkvæmt í lofttæmi, getur það í raun dregið úr gasinnihaldi og bætt hreinleika málmblöndunnar. TC4 málmblönduna sem framleitt er með þessu ferli hefur fína og einsleita kornastærð og góða endingu. Hins vegar getur hægur kælihraði leitt til kornvaxtar, sem aftur hefur áhrif á vélræna eiginleika efnisins.
EBM bráðnun: rafeindageislabráðnun hefur meiri orkuþéttleika og hraðari bræðsluhraða, sem getur dregið enn frekar úr gas- og óhreinindum. TC4 álkornið sem fæst með EBM-bræðslu er fínna og hefur betri endingu, en kostnaður við vinnslubúnað er hærri og framleiðsluferlið er flókið.
4. Eftirlit með súrefnisinnihaldi í bræðsluferlinu
Súrefnisinnihald hefur veruleg áhrif á frammistöðu TC4 títan álfelgur. Rannsóknir hafa sýnt að fyrir hverja 0,1% aukningu á súrefnisinnihaldi má auka styrk málmblöndunnar um 100 MPa, en seignin minnkar verulega. Þess vegna verður súrefnisinnihaldið að vera strangt stjórnað meðan á bræðsluferlinu stendur til að tryggja alhliða frammistöðu efnisins. Venjulega er súrefnisinnihaldi TC4 málmblöndur sem bræddar eru með VAR stjórnað undir 0,1%, en EBM bráðnun hefur venjulega lægra súrefnisinnihald vegna hærra lofttæmis.
Til að hámarka eiginleika málmblöndunnar enn frekar, er hægt að minnka súrefnisinnihaldið með því að auka fjölda hreinsunarleiða eða stilla bræðsluloftið til að auka seigleika og endingu málmblöndunnar.
5. Áhrif hreinleika álfelgur og innifalið á eiginleika
Hreinleiki TC4 títan álfelgur og innihald innifalinna eru mikilvægir þættir til að ákvarða endingu þess. Innihald (eins og oxíð og nítríð) hafa tilhneigingu til að valda streitustyrk við háan hita, sem leiðir til minnkunar á endingu efnisins. Þess vegna, með því að hámarka bræðslu- og hreinsunarferlið, draga úr innihaldi innifalinna og bæta hreinleika málmblöndunnar, er hægt að bæta endingu þess verulega.
6. Hagræðing hitameðferðarferlis á endingu frammistöðu
Til viðbótar við bræðsluferlið getur sanngjarnt hitameðferðarferli einnig hámarkað endingu TC4 títan álfelgur. Algengar hitameðhöndlunaraðferðir eru glæðing, slökkva og öldrun. Rannsóknir hafa sýnt að notkun tvöfaldrar glæðingar og öldrunarmeðferðar getur stuðlað að fágun og jafnri dreifingu -fasans, þannig að þolstyrkurTC4 títan álfelgurvið 400 gráður er hægt að auka í meira en 600 MPa, sem eykur skriðþol þess og gerir það hentugt fyrir langtíma umhverfi með háum hita.