Efecto del proceso de forjado sobre las propiedades mecánicas de la varilla de titanio Ti-811

La aleación de titanio Ti-811 (Ti-8Al-1Mo-1V) es una aleación de titanio resistente al calor casi de tipo A. Tiene muchas ventajas, como la alta temperatura ambiente. y resistencia a altas temperaturas, buena estabilidad térmica y rendimiento de fluencia a altas temperaturas. Se utiliza principalmente en piezas giratorias de alta velocidad, como discos de compresores de motores de aviones y palas de rotor de primera a tercera etapa. Estos componentes se utilizan en entornos de trabajo hostiles durante mucho tiempo. Debe tener buenas propiedades mecánicas a temperatura ambiente y alta temperatura, especialmente alta estabilidad térmica y propiedades de fluencia a alta temperatura, porque estas propiedades no solo determinan la vida útil de la aleación sino que también determinan el rendimiento del motor. Por lo tanto, es muy necesario estudiar la relación entre la estructura y el rendimiento del material de varilla de titanio Ti-811.

Este artículo analiza el impacto del proceso de forjado en la microestructura y las propiedades mecánicas de las barras de aleación de titanio Ti-811 y analiza comparativamente la microestructura, las propiedades mecánicas y los niveles de detección de fallas ultrasónicas de los tres procesos de forjado, proporcionando una base para el producción industrial y desarrollo de barras de aleación de titanio Ti-811. Proporcionar referencia teórica y base para la mejora de procesos.

A través del análisis de datos experimentales, podemos ver que la diferencia en las propiedades de tracción a temperatura ambiente de las varillas de aleación de titanio Ti{{0}} bajo los dos procesos es pequeña, y la diferencia en la resistencia no es significativa, y ambos cumple con los requisitos estándar. Debido a que tanto la estructura equiaxial como la varilla de aleación de titanio Ti-811 de estructura de estado dual tienen buena estabilidad térmica, la diferencia en la estabilidad térmica después de 100h de exposición térmica a 400 grados también es pequeño, pero el rendimiento de fluencia del proceso A es superior al 0,2%, no cumple con los requisitos de los estándares del producto. Las propiedades de fluencia de los procesos B y C son inferiores al 0,2%, lo que puede cumplir con los requisitos estándar del producto y el proceso. C muestra mejores propiedades de fluencia a alta temperatura. Según el análisis de las Figuras 2 y 3, se cree que el contenido relativo de a primario y secundario en la estructura forjada de varillas de aleación de titanio Ti-811, así como La forma del secundario a tiene un mayor impacto en sus propiedades de fluencia. Cuando el contenido primario a es bajo, el rendimiento de fluencia es mejor que cuando el contenido primario a es alto. El rendimiento de fluencia es mejor cuando el secundario a se distribuye en la p La matriz tiene la forma de agujas finas con una orientación local constante. Esto se debe a que la a en forma de tira en la microestructura tiene una mejor resistencia a la fluencia que la a isométrica. En el proceso de fluencia lenta, la deformación por deslizamiento de la estructura equiaxial comienza a partir de granos a individuales. A medida que aumenta la deformación, el deslizamiento ocupa más granos a y luego se extiende a los granos p circundantes, por lo que los huecos de fluencia se nuclean lentamente, pero una vez que se forma un vacío. formado, puede expandirse rápidamente para formar una fractura de cuasi escisión.

El nivel de desorden de las varillas obtenido mediante el proceso C está en el rango de 0.8-12dB durante las pruebas ultrasónicas, lo cual es aceptable; los requisitos estándar del producto para varillas de aleación de titanio Ti-811 para cuchillas bípedas. Esto también muestra que aumentar la temperatura de forjado de las varillas de aleación de titanio Ti-811, reducir la resistencia a la deformación y aumentar la forjabilidad de las varillas puede mejorar efectivamente la uniformidad de su estructura y mejorar su nivel de detección de fallas.

A través de tres pruebas de proceso de forjado, una comparación y un análisis exhaustivos de los datos de prueba sobre la microestructura, las propiedades mecánicas y el nivel de detección de fallas ultrasónica de varillas de aleación de titanio Ti-811 bajo diferentes procesos, llegamos a las siguientes conclusiones:

• La temperatura de forjado tiene un impacto significativo en la microestructura de las varillas de aleación de titanio Ti-811. Cuando la temperatura es más baja, el contenido primario en la estructura de la varilla es mayor y la fase secundaria precipita menos; después de que la temperatura de forjado es aumentó apropiadamente, el contenido primario a disminuyó significativamente y la precipitación de la fase a secundaria en forma de aguja fina aumentó.

• El contenido primario a y la forma secundaria distribuida en la matriz p tienen una gran influencia en el rendimiento de la fluencia. Una estructura secundaria menos primaria y más fina en forma de aguja puede obtener una buena resistencia a la fluencia.

• La temperatura de forjado aumenta, lo que aumenta la forjabilidad de las varillas de aleación de titanio Ti-811. Después de que las piezas largas o grandes se rompen por completo, la estructura se vuelve más uniforme, mejorando así el nivel de detección de fallas por ultrasonidos.