In einer TC4-Fabrik wurden Versuchsproduktionen von Schmiedestücken durchgeführt, bei denen Teststücke bei mehreren Schmiedeleistungsindikatoren ausfielen, darunter der Indikator „Kerbspannungsbruch“ in weniger als 5 Stunden. Für dieses Problem sollte zunächst die metallurgische Organisation und Morphologie von TC4 analysiert werden. und dann aus dem Schmiedeprozess, um den Grund zu finden.
1. TC4 metallografische Organisations- und Morphologieeigenschaften
Die Titanlegierung TC4 ist eine Titanlegierung vom Typ +, bestehend aus Ti-6AL-4V, geglühter Organisation für die +-Phase, mit 6? des stabilisierenden Elements Aluminium ist die Verfestigungsverstärkung der -Phase zur Verbesserung der Festigkeit der Vanadium-Stabilisierungsfähigkeit der -Phase gering, so dass die Anzahl der -Phasen in der geglühten Organisation gering ist und etwa 7-10 ausmacht?
TC4-Legierung in unterschiedlichen Wärmebehandlungs- und thermischen Verarbeitungsbedingungen, der Anteil der Grundphase, die Beschaffenheit und Morphologie ist sehr unterschiedlich. Transformationstemperatur der TC4-Legierung in etwa 1000 Grad, wenn TC4 auf 950 Grad erhitzt wird, Luftkühlung nach der Organisation der Primär + Transformation der Organisation; B. auf 1100 Grad erhitzt und luftgekühlt, handelt es sich um eine grobe, vollständig transformierte Phase-Organisation, die als Weiss-Organisation bekannt ist. Bei gleichzeitiger Erwärmung und Verformung ist der Effekt offensichtlicher: Die TC4-Legierung wird auf die oben genannte Übergangstemperatur erhitzt, die Verformung ist jedoch gering, d. h. die Bildung der Wei-Organisation. Seine organisatorischen Merkmale sind: Plastizität, geringere Schlagzähigkeit, aber bessere Kriechfestigkeit. Wenn die Anfangstemperatur der Verformung im Übergang oben liegt, der Grad der Verformung jedoch groß genug ist, dann ist die Organisation gekennzeichnet durch: - Phasenabgrenzung der Korngrenzen ist teilweise gequetscht, gestreift - Phase teilweise verzerrt, bekannt als Netzkorb -artige Organisation. Charakterisiert durch Plastizität, ist die Schlagzähigkeit besser als die Wei-Organisation, ähnlich der gleichachsigen feinen Kristallorganisation, die Beständigkeit bei hohen Temperaturen und die Kriechleistung sind besser. Wenn die Erwärmungstemperatur niedriger als die Übergangstemperatur ist und der Verformungsgrad ausreichend ist, wird eine gleichachsige Organisation erreicht. Es zeichnet sich durch bessere Gesamtleistung, insbesondere hohe Plastizität und Schlagzähigkeit aus. Wenn der +-Phasenbereich im Hochtemperaturteil der Verformung und des Hochtemperaturglühens in der Hybridorganisation vorhanden ist, ist seine Gesamtleistung gut.
Aus der obigen Analyse der metallografischen Organisation kann beurteilt werden, ob der Leistungsabfall von TC4 durch zwei Verbindungen im Schmiedeprozess verursacht werden kann.
① Die Heiztemperatur ist zu hoch und erreicht oder überschreitet die Übergangstemperatur. ② Der Verformungsgrad des Schmiedestücks ist nicht groß genug.
② Der Verformungsgrad des Schmiedestücks ist nicht groß genug.
2.Analyse des TC4-Schmiedeprozesses
Die Schmiedetemperatur der + Titanlegierungskorngröße und die Leistung bei Raumtemperatur nehmen mit zunehmender Temperatur (Phasenübergang oben) der Korngröße zu, während die Dehnung und Querschnittsschrumpfung kleiner wird und die Plastizität abnimmt; Um sicherzustellen, dass die TC4-Schmiedeteile eine gute Gesamtleistung aufweisen, sollten sie unterhalb der Übergangstemperatur geschmiedet werden. Der Verformungswiderstand der Titanlegierung ist höher, aber die Wärmeleitfähigkeit ist schlecht. Beim Schmieden im Legierungsfluss und beim starken Hämmern kann die daraus resultierende Verformung dazu führen, dass beim Schmieden die Temperatur einzelner Teile die Übergangstemperatur überschreitet, und dass die Verformung den Grad der Übergröße zu klein macht, und andere Faktoren führen zu einer Korngröße, so dass der Leistungsabfall. Umfassend kann zunächst festgestellt werden, dass TC4-Schmiedeteile unqualifizierte Leistungsgründe haben können: ① Die Charge des Schmiedestücks wird erhitzt.
① Die Heiztemperatur der Charge des Schmiedeknüppels ist zu hoch und liegt über dem Übergangspunkt. ② Beim einmaligen Schmieden ist die Temperatur zu hoch und liegt über dem Übergangspunkt.
② Das Schmieden eines einzelnen Hammers ist zu schwer, so dass der Verformungsgrad zu groß ist, was zu lokaler Überhitzung und Aggregation der Rekristallisation führt, wodurch die Leistung abnimmt.
③ Nach dem Schmieden ist die Wärmebehandlungstemperatur zu hoch, so dass die TC4-Schmiedetemperatur den Übergangspunkt überschreitet, wodurch sich eine Wei-Organisation bildet und die Leistung des Schmiedestücks verringert wird.
3. TC4-Schmiedeprozessparameter und Testergebnisse ändern sich
Auswahl der Testparameter und Ergebnisse
Ändern Sie für die obige Analyse die TC4-Schmiedeprozessparameter (Tabelle 1) und achten Sie beim Schmieden gleichzeitig auf leichte Schläge und schnelle Schläge. (Hinweis: Materialgröße ¢ 50 × 113, Schmiedegröße 50 × 65 × 65)
Testergebnisse: Alle Leistungsindikatoren sind qualifiziert, wobei die „Kerbspannungsbruch“-Indikatoren mehr als 5 Stunden betragen.
Analyse der Testergebnisse
(1) Von der Ofentemperatur bis zum Beginn des Schmiedens ist die Erwärmungstemperatur nicht zu hoch, auch wenn mehr als 20 Grad noch qualifizierte Teile geschmiedet werden können.
(2) Test mit einem einzigen Hammerschlag, leichter Schlag, schneller Schlag, Test der Schmiedeleistung bis zum Standard, Nachweis, dass leichter Schlag, schneller Schlag, die Leistung von Schmiedestücken verbessert, ist ein wichtiger Faktor.
(3) Die Wärmebehandlungstemperatur des Schmiedens muss um 20 Grad gegenüber den ursprünglichen Parametern gesenkt werden. Dies kann ebenfalls ein Faktor zur Verbesserung der Leistung sein, da aus Temperatursicht die Ofentemperatur aufgrund einer Temperaturregelabweichung 795 Grad erreicht, was die Produktion übersteigt Eine Spezifikation von 780 Grad führt zu einer Verschlechterung der Leistung von Schmiedeteilen.
Überprüfung und Schlussfolgerung der Testergebnisse
Um die Ergebnisse des Tests weiter zu überprüfen, wird in Kombination mit der Herstellung eines Tests (Tabelle 2) weiterhin die Methode des leichten Schlagens im Hammer beibehalten; Die Ergebnisse des Schmiedetests sind alle qualifiziert, die Indikatoren für „Kerbspannungsbruch“ liegen bei mehr als 5 Stunden.
Vorher- und Nachhertest der mechanischen Eigenschaften von Schmiedestücken aus TC4-Titanlegierung, siehe oben (Tabelle 3). Durch den Test kam man zu dem Schluss, dass bei der Herstellung von Schmiedestücken aus TC4-Titanlegierungen die Parameter des Schmiedeprozesses streng kontrolliert werden sollten; Achten Sie erstens darauf, dass das Schmieden bei leichtem Schlag schnell erfolgt, und reduzieren Sie das Ausmaß der Verformung eines einzelnen Hammerschlags. Zweitens sollte der theoretische Wert der Wärmebehandlungstemperatur nach dem Schmieden im Bereich von 760 bis 770 Grad eingestellt werden , um sicherzustellen, dass die Schmiedequalität von TC4-Schmiedeteilen gewährleistet ist.
Das Schmiedeverfahren aus Titanlegierungen wird häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Das isotherme Schmiedeverfahren wurde bei der Herstellung von Triebwerksteilen und Flugzeugstrukturteilen eingesetzt. Auch die Automobil-, Elektro- und Schifffahrtsbranche sowie andere Industriezweige werden zunehmend willkommen geheißen. Im Ausland wurde die Anwendung von Titanlegierungen auf einem sehr hohen Niveau entwickelt, die Anwendung von TiAL-Legierungen und intermetallischen Verbindungen bei höheren Temperaturen wurde betont und es wurde viel geforscht; Um diese Materialien besser anwenden zu können, wurde gleichzeitig auch viel über den Verformungsprozess geforscht. Auch der Erforschung von Titanlegierungen mit höherer Festigkeit vom Sub-Beta-Typ wird immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt.
