Die Herstellung einer verschleißfesten Platte aus einer TiAl-Legierung wurde überwunden
Der Anteil der TiAl-Legierung beträgt weniger als die Hälfte des Anteils der Nickelbasislegierung und die Einsatztemperatur kann 700–900 Grad erreichen. Tial-Legierung bietet die Vorteile von geringem Gewicht, hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, hoher Temperaturbeständigkeit usw. und ist zu einem wichtigen alternativen Material in der Luft- und Raumfahrt geworden. Es wird erwartet, dass verschleißfeste Platten aus einer TiAl-Legierung nicht nur direkt als Strukturmaterial, sondern auch als vorgeformtes Material für die superplastische Umformung verwendet werden. Der Einsatz von verschleißfesten TiAl-Legierungsplatten in thermischen Strukturen und thermischen Schutzsystemen wurde in das europäische Forschungsprogramm für den Luftverkehr aufgenommen und steht für den Einsatz in Hochgeschwindigkeits-Ziviltransportflugzeugen und wiederverwendbaren einstufigen Raumfahrzeugen bereit. Allerdings ist die TiAl-Legierung eine feuerfeste Legierung und eignet sich nicht zum Hochtemperaturwalzen. Bisher wurden die Probleme bei der Herstellungstechnologie von TiAl-Legierungen nicht gut gelöst, insbesondere kommt es beim Warmwalzen leicht zu Rissen, was die Herstellung großformatiger und qualitativ hochwertiger Bleche sehr schwierig macht. Daher ist die Herstellung von verschleißfesten TiAl-Legierungsplatten zu einem der wichtigsten Forschungsthemen auf dem Gebiet der TiAl-Legierung geworden.
Den vorliegenden Forschungsergebnissen zufolge werden die meisten der folgenden Methoden verwendet, um die Umformschwierigkeiten von verschleißfesten TiAl-Legierungsplatten im Walzprozess zu verbessern:
1, die Materialqualitätskontrolle vor dem Walzen ist strenger;
2, die Verwendung einer speziellen Umschlagrolltechnologie zum Rollen, strenge Gestaltung des Umschlagprozesses;
3, in der + Zweiphasenzone zum Walzen, zwischen den Durchgängen, um zur Ofenheizung zurückzukehren;
4. Wählen Sie sorgfältig die Walzgeschwindigkeit und die Durchlaufverformung aus.
5. Vermeiden Sie die Oxidation der Platte während des Walzvorgangs. Die tatsächlichen Ergebnisse zeigen jedoch, dass es schwierig ist, großformatige verschleißfeste Platten aus TiAl-Legierung durch Walzen herzustellen, selbst wenn die Prozessparameter sorgfältig kontrolliert werden.
Forscher haben erfolgreich eine verschleißfeste Platte aus einer TiAl-Legierung mit einer Größe von 700 mm x 200 mm x 2 mm durch nahezu isotherme Plattierungswalztechnologie hergestellt und dabei gute Ergebnisse erzielt.
1. Design zur Optimierung der Zusammensetzung
Es wurde festgestellt, dass die Zugabe einer großen Menge spezifischer phasenstabilisierender Elemente (wie V, Cr, Mn, Mo) und einer kleinen Menge kornverfeinernder Elemente (wie Y, B, C) zu einer TiAl-Legierung deren thermische Verarbeitungsleistung verbessern kann deutlich besser als herkömmliche TiAl-Legierung. Nach einer solchen Optimierung der Zusammensetzung wird die Fließspannung der Legierung bei hoher Temperatur verringert, das Verformungsvermögen bei hoher Temperatur verbessert und es kommt nicht leicht zu Defekten wie Rissen beim Warmumformungsprozess. In Bezug auf die Phasenzusammensetzung enthält die Legierung hauptsächlich Phase und Phase. Nach der Wärmebehandlung können die Mikrostruktur und die Phasenzusammensetzung der TiAl-Legierung kontrolliert werden, was der Regulierung der mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur und hohen Temperaturen förderlich ist. Die nominelle Zusammensetzung der vom Harbin Institute of Technology verwendeten Legierung ist Ti-43Al-9VY (Atomprozent). Das Rohmaterial ist Schwamm-TiAl und hochreines Al, und andere zugesetzte Elemente sind Zwischenlegierungen aus zugesetztem Metall und Al.
Zweitens: Verbessern Sie die Prozessroute
Es wird das nahezu isotherme Plattierwalzverfahren eingesetzt. Der Barren wird in einem Vakuum-Lichtbogenschmelzofen mit verbrauchbarer Elektrode geschmolzen, nachdem die Zutaten entsprechend der Konstruktion gemischt wurden. Der Barren wurde homogenisiert geglüht (900 Grad/48 Stunden) und heißisostatisch gepresst. Der heiße isostatische Druck übernimmt Ar-Gas als Schutzatmosphäre und füllt Ar-Gas auf, während es auf bis zu 170 MPa erhitzt wird. Nachdem es 4 Stunden lang bei 1250 Grad gehalten wurde, wird es langsam im Ofen abgekühlt. Die erste Schmiedetemperatur beträgt 1200 Grad und die Gesamtverformung beträgt mehr als 85 %. Nach dem Schmieden wird das Material 48 Stunden lang bei 900 Grad geglüht; Anschließend wird es mit Edelstahl beschichtet und in einem Heißwalzwerk bei nahezu isothermer Temperatur zu Platten ausgewalzt. Die wichtigsten Prozessparameter des Plattierwalzens sind wie folgt: Öffnungstemperatur 1200 Grad, Walzgeschwindigkeit<0.5m/s, pass deformation of about 10%, pass return time 5~10min, total deformation of >70 %. Nach dem Walzen wird der Ofen auf 400–500 Grad abgekühlt und an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die vorbereitete verschleißfeste Platte aus TiAl-Legierung eine gleichmäßige Verformung, keine Risse und andere Qualitätsmängel aufweist, was auf eine gute Warmumformleistung hinweist.
