ニッケルを含む鋳造チタンアルミニウム合金の熱処理
2023-07-03
多くのチタン - アルミニウム合金航空および自動車エンジン部品は、精密鋳造技術を使用して成形されています。熱処理は、カストチタンアルミニウム合金の微細構造を改善するための重要な技術の1つです。
CASTチタンアルミニウム合金の元のAS-CAST微細構造は、一般にγ-Tial/α2-Ti3AL層構造です。ラメラは粗く、ラメラのサイズと方向の分布は均一ではありません。アルファ単期ゾーンでの高温加熱処理は、その構造の均質化を達成できます。ただし、元の構造の粗さと高温でのα相粒の成長を制御することの難しさにより、完全にラミン化された完全チタンアルミニウム（FL）層状は通常、依然として厚い層状基を持っています。鋳造チタンアルミニウム合金の室温引張塑性を改善するために、複数の熱処理プロセスを通じて、カストチタン合金の薄い全厚さの微細構造が正常に得られました[5,6]。このプロセスには、1つのアルファ単相ゾーンの均質化、2900から1150°Cの熱サイクリング、31150°Cでの等温処理、ταのわずかな温度をわずかに上回る短時間の等温処理への再加熱が含まれます。ただし、この熱処理プロセスはより複雑で、処理サイクルが長く、エンジニアリングアプリケーションを助長しません。
このホワイトペーパーでは、ニッケルミクロアロエドキャストTI-46.5AL-2.5V-1.0cr（原子パーセント、以下と同じ）合金の熱処理プロセスが研究され、ニッケルのミクロ合金化により、キャストの均質化と改良が簡素化されました。チタン - アルミニウム合金。熱処理プロセスのメカニズムと、微細な全厚さチタン - アルミニウム合金シートの形成のメカニズムを分析して議論しました。
1テスト材料は、ニッケル含有（0.2-0.5）％（原子パーセント、以下と同じ）鋳造合金Tial Tial Alloy Ti-46.5AL-2.5V-1.0cr（％）であり、冷たいるつぼ真空誘導炉を使用して製錬され、リメルされた3銅型に注いだ後、φ40mmのインゴットが得られました。 30°熱処理された標本は、ワイヤー切断方法によってINGOTから切断されました。
熱処理検査は0.133 PAの真空下で実施されました。ガンマ-NGの近くに等縁された熱処理システムは、CAST TI-46.5AL-2.5V-1.0CR合金を参照して得られました[5、 6]。時間は、それぞれ1150°C（48-168）Hおよび1370°C（5-10分）として取られます。
組織観察は、偏光のある通常の光学系および光顕微鏡下で行われました。冶金サンプルに（体積率）1％HF + 10％HNO3 + 89％H2O溶液でエッチングされました。
2（99.8〜99.5）％（TI-46.5AL-2.5V-1.0cr）+（0.2〜0.5）％Ni合金は、特定の優先方向を備えた完全に粒の完全な構造であることを観察します。約500〜1500μm。合金の1150°C×72Hの後、明らかな連続的なセグメント粗粗角現象が発生しました。 144時間の等温処理の後、元の粗い粗いAs-cast微細構造は、小さく、ほとんど均一な等尺性ng構造に変換されました。その平均粒子サイズは約30μmです。
（99.8〜99.5）（TI-46.5AL-2.5V-1.0cr） - （0.2〜0.5）Ni（％）合金元のAs-Cast微細構造
鋳造（99.8〜99.5）（TI-46.5AL-2.5V-1.0cr） - （0.2〜0.5）Ni（％）合金は、1150°Cで72時間の等温で等温で処理し、層を144時間の等温症で連続的に切断しました。包括的な等尺性組織。
研究によると、ニッケルはチタン合金のγ単相領域を拡大する役割を持っていることがわかっており、ニッケルの0.5％以上がTi-48al合金を単相γ構造に添加できる（原子分画）を添加しています。 100倍の偏光顕微鏡下でステージ360°を回転させることにより観察されたこの研究で得られたNG構造の少量の等軸α2粒子は、明らかに4の明るい絶滅現象が見えました。文献から得られたニッケルチタン - アルミニウム合金を含まないNg微細構造の定性的観測は、ニッケル含有合金Ngのα2相の量が大幅に少ないことを示しています。したがって、定性的に言えば、ニッケルの0.2％から0.5％を添加すると、1150°Cでのチタンアルミニウム合金のα2（またはα）γ相変換の駆動力が増加し、ラメラのエネルギー変動の増強が増加します。構造。これは、Ply構造の層障害によって引き起こされる不連続性の発生を促進します。これらの比較的大量の時間は、ラメラのセグメント化された連続粗整形を効果的に促進する多くのインスリスエンドポイントを生成し、それにより、比較的単純な熱処理プロセスでニッケル含有チタンアルミニウム合金を均質化できるようになります。洗練。
この実験では、チタン合金薄層全層シートが最も包括的な機械的特性を持っていることがわかりました。したがって、得られたNG構造を1370°Cに5〜10分間再加熱し、その後冷却して、微細な等軸フルレイヤーシート構造（）を取得しました。ラミネーションの平均サイズは約50μmで、キャストTi-46.5のサイズよりもわずかに小さかった。同じプロセスFFL組織層シートで得られたAL-2.5V-1.0cr合金。層グループがマトリックスNG構造のγ粒サイズよりも等軸であり、わずかに大きいという事実によれば、ニッケル含有キャストチタンアルミニウム合金のFLI構造の形成メカニズムは、チタン - アルミニウム合金のそれとは異なります。ニッケルのないFFL構造。高温α偏見粒子はγ相マトリックスに形成され、わずかに成長します。その後、それらはα +γ相の冷却プロセス中に冷却され、γ相はα粒で沈殿します。ガンマ/アルファラメラ構造が形成され、室温まで冷却中にガンマ/アルファ2ラメラ構造に変換されます。
CAST（99.8〜99.5）（TI-46.5AL-2.5V-1.0cr） - （0.2〜0.5）Ni（％）合金微細層シート微細構造形態。
結論は
（1）ニッケルの0.2％から0.5％（原子画分）を含むTI-46.5AL-2.5V-1.0CR合金を、より単純な1150°C×144Hの等温処理で処理して、キャストの粗い不均一な非unig的な治療を行うことができますラメラ構造。ガンマ組織の近くで、均一で均一で、同等になります。
（2）ガンマの近くで得られた構造を5〜10分間1370°Cに再加熱し、その後冷却して、微細な等軸フルプライシート構造を取得しました。
