Estrutura metalográfica e propriedades mecânicas da placa de titânio GR5

Com a atualização dos produtos aeroespaciais nacionais, a demanda por placas de titânio de liga de titânio Ti6Al4V está aumentando, o que também impõe requisitos cada vez mais elevados às suas diversas propriedades mecânicas e conformabilidade. Placas de titânio de grande porte e alta qualidade são a chave para preparar com sucesso placas de titânio de grande porte da liga de titânio Ti6Al4V. Os pesquisadores estudam principalmente as diferenças microestruturais em diferentes zonas de deformação de lajes largas, com o objetivo de melhorar a maturidade da preparação e a estabilidade da produção em massa de lajes de granulação fina de liga de titânio Ti6Al4V, e preparar para a laminação subsequente de lajes largas de granulação fina de alta qualidade. . Placas largas de titânio constituem a base da organização.

A liga de titânio Ti6Al4V (grau doméstico GR5) possui temperatura ambiente moderada e resistência a altas temperaturas, boa resistência à fluência e estabilidade térmica, alto desempenho à fadiga e resistência ao crescimento de trincas (em água do mar), bem como boa tenacidade à fratura e estabilidade térmica. Resistência à corrosão sob tensão salina, adequada para moldagem usando vários métodos de processamento de pressão e usando vários métodos de soldagem e processamento mecânico. Como material geral, a liga de titânio Ti6Al4V tem sido amplamente utilizada na indústria aeroespacial e na indústria civil. Lingotes de grande porte produzidos industrialmente de liga de titânio Ti6Al4V foram selecionados para o teste. Fundido 3 vezes em forno a arco consumível a vácuo. Após o descascamento, foram retiradas amostras das partes superior, média e inferior do lingote para testar a composição química. O valor médio dos dados de medição das três amostras é (fração de massa, %): Al6.42, V4.09, Fe0.02, O0.20, equilíbrio de Ti. Pode-se observar que os principais elementos componentes Al e V e os elementos de impureza Fe e O no lingote de grande porte de liga de titânio Ti6Al4V de nível industrial apresentam boa uniformidade de conteúdo e nenhuma segregação, atendendo aos requisitos de uniformidade de composição do aço de alta liga. Placas de grande formato e alta qualidade.
O lingote de aço é forjado em uma placa usando um processo de forjamento livre de perturbação multifogo. O equipamento de forjamento é uma máquina de forjamento rápido de 45MN. O tamanho da laje acabada após o forjamento é 150mm×1060mm×1500mm. Corte a placa ao longo da seção transversal a cerca de 100 mm da borda da placa, observe a estrutura lateral de baixa ampliação da placa e classifique-a de acordo com o padrão GJB2505A-2008. Pegue amostras metalográficas e amostras de tração de diferentes posições da placa de titânio, conforme necessário. A estrutura metalográfica é inspecionada e graduada de acordo com a norma GJB1538A-2008. Os corpos de prova de tração cortados foram tratados termicamente. O processo de tratamento térmico é de 810 graus /1,5h/AC. As amostras de tratamento térmico estão em conformidade com o padrão GB/T228-2008.

(1) As propriedades de tração à temperatura ambiente de diferentes partes da placa de titânio atendem aos requisitos do índice e são relativamente ricas. A resistência à tração é mais de 100MPa superior aos requisitos padrão, a resistência ao escoamento é mais de 87MPa superior ao valor padrão e o alongamento e encolhimento da área também têm uma certa margem. Os dados medidos do índice de resistência apresentam a menor dispersão e a diferença do índice de alongamento é pequena, indicando que o processo de forjamento atinge um bom controle sobre a uniformidade da formação da laje.
(2) A estrutura transversal de baixa ampliação da placa de titânio é de cristal difuso, indicando que o forjamento tem boa permeabilidade de forjamento, os grãos estão totalmente quebrados e o grau de refinamento estrutural é alto.
(3) A microestrutura transversal da placa de titânio é principalmente uma estrutura equiaxial, e o tamanho médio do primário no centro da placa é ligeiramente maior do que o de outras partes. A razão para a diferença estrutural é que a deformação do núcleo da laje é menor que a das demais partes e o grau de fragmentação dos grãos é relativamente baixo. A microestrutura longitudinal da placa de titânio é dominada por longas tiras de material primário. As linhas aerodinâmicas do metal ao longo das direções de deformação e alongamento são óbvias, os grãos são finos e uniformes e a consistência da estrutura em cada posição de amostragem é boa.