Effet de la température de vieillissement sur les tiges forgées en alliage de titane Ti-6AL-7Nb
L'alliage de titane Ti-6AL-7Nb est largement utilisé dans les industries aérospatiale, médicale et chimique en raison de ses excellentes propriétés mécaniques, de sa résistance à la corrosion et de sa biocompatibilité. Le vieillissement est un processus important pour améliorer la résistance et la dureté de l'alliage Ti-6AL-7Nb. La température de vieillissement a une grande influence sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'alliage. Cette étude a étudié l'effet de la température de vieillissement sur la microstructure et les propriétés des tiges forgées en alliage de titane Ti-6AL-7Nb.
procédure d'expérimentation
Tumeurs vieillissantes : après un traitement de vieillissement à haute température de l'alliage de titane Ti-6AL-7Nb, la phase précipitée à l'intérieur des grains changera, ce qui peut entraîner la croissance des grains et une augmentation de la densité de dislocation. Ces changements provoquent des tumeurs vieillissantes, qui augmentent la rigidité et la résistance du matériau.
Croissance des grains : Le vieillissement à haute température peut entraîner la croissance de grains, ce qui peut avoir un impact sur les propriétés mécaniques du matériau. Des grains agrandis peuvent entraîner une diminution des propriétés mécaniques du matériau, mais dans certains cas, ils peuvent également augmenter la résistance du matériau.
Transformation de phase : certaines phases précipitées dans l'alliage de titane Ti-6AL-7Nb peuvent subir une transformation de phase lors du vieillissement à haute température. Ce changement de phase peut entraîner des modifications dans la structure du réseau cristallin, affectant ainsi les propriétés du matériau.
Résistance à la corrosion : la résistance à la corrosion de l'alliage de titane Ti-6AL-7Nb peut être affectée par la température de vieillissement. Certains traitements de vieillissement peuvent entraîner une modification de la répartition de certains éléments de l'alliage aux joints de grains, affectant ainsi sa résistance à la corrosion.
Stabilité thermique : la stabilité thermique de l'alliage de titane Ti-6AL-7Nb peut également être affectée par la température de vieillissement. Un traitement de vieillissement approprié peut améliorer la stabilité de l'alliage dans des environnements à haute température.
Les tiges en alliage Ti-6AL-7Nb sont forgées à une température de 950 degrés avec un taux de réduction de 60 %. Les barres forgées ont ensuite été divisées en trois groupes et soumises à différentes températures de vieillissement de 500 degrés, 550 degrés et 600 degrés pendant 2 heures respectivement. La microstructure et les propriétés mécaniques des échantillons ont été caractérisées par microscopie optique, diffraction des rayons X et essais de traction.
Résultats et discussion
Les résultats montrent que la structure de l'alliage Ti-6AL-7Nb après forgeage est constituée d'une phase équiaxe et d'une phase + feuilletée. Après vieillissement, les particules de la phase grossissent et la phase feuilletée + se transforme en phase équiaxe. Plus la température de vieillissement est élevée, plus le grossissement des particules de la phase - et la transformation des phases + feuilletées sont évidents. De plus, l'analyse XRD montre qu'avec l'augmentation de la température de vieillissement, l'intensité du pic (002) diminue et l'intensité du pic (200) augmente, ce qui indique qu'avec l'augmentation de la température de vieillissement, la teneur en phase diminue et la teneur en la phase augmente avec la température.
Les essais de traction montrent qu'à mesure que la température de vieillissement augmente, la résistance à la traction ultime (UTS) et la limite d'élasticité (YS) des échantillons augmentent, tandis que la ductilité diminue. L'UTS et le YS de l'échantillon âgé de 600 degrés ont atteint les valeurs maximales de 1 370 MPa et 1 260 MPa respectivement, qui étaient 36 % et 25 % supérieures à celles de l'échantillon âgé de 500 degrés. Cependant, à mesure que la température de vieillissement augmente, l'allongement diminue de 12,5 % à 4,3 %, ce qui indique que la plasticité de l'alliage diminue avec l'augmentation de la température de vieillissement.
en conclusion
En résumé, la température de vieillissement a un impact significatif sur la structure et les propriétés des tiges forgées en alliage de titane Ti-6AL-7Nb. L'augmentation de la température de vieillissement entraîne un grossissement des particules en phase -, une transformation de la phase lamellaire +, une diminution de la teneur en phase - et une augmentation de la teneur en phase -. De plus, à mesure que la température de vieillissement augmente, l'UTS et le YS des échantillons augmentent, tandis que l'allongement diminue. Les résultats de la recherche fournissent des conseils utiles pour l’optimisation du processus de vieillissement de l’alliage de titane Ti-6AL-7Nb.
