TC4 (Ti-6Al-4V), як титановий сплав із чудовими комплексними властивостями, що має мартенситну/двофазну структуру, можна використовувати при температурі до 450 градусів. Це ключовий матеріал для основних структурних компонентів в аерокосмічній промисловості. Однак у процесі виробництва титанові стрижні TC4 схильні до дефектів з чорними смугами, які можуть призвести до неоднакових властивостей матеріалу і навіть стати джерелом втомних тріщин, серйозно загрожуючи безпеці деталей і скорочуючи термін служби сплаву.
Суть дефекту чорної смуги: аномальна мікроструктура, викликана сегрегацією компонентів
Дефекти чорної смуги титанових стрижнів TC4 є, по суті, явищем сегрегації хімічного складу, оскільки вони багаті на молібден і бідні на алюміній. За допомогою металографічного мікроскопа можна знайти аномальні ділянки металографічної структури. Потім за допомогою компонентного аналізу за допомогою скануючого електронного мікроскопа можна чітко визначити, що існує значне відхилення в розподілі елементів у зоні дефекту: елемент молібдену збагачений, а елемент алюмінію є дефіцитним. У поєднанні з випробуванням на мікротвердість можна додатково визначити, що ця сегрегація належить до -поділу,-пов’язаного з ударною в’язкістю -, тобто твердість дефектної ділянки нижча, ніж у нормальної області, і це не спричиняє ризику крихкого руйнування.
Варто зазначити, що компонентна сегрегація титанового сплаву ТС4 не є поодиноким випадком. Подібні металургійні дефекти також включають збагачення титану + сегрегацію інтерстиціальних елементів, виділення -збагачених киснем включень тощо, і вони здебільшого безпосередньо пов’язані з нерівномірністю сировини та неналежним контролем процесу плавки.
Вплив дефектів і принципи їх усунення
Дефекти не-кристалічної сегрегації-типу чорної смуги не є фатальними дефектами: якщо решта продуктивності виробу відповідає стандартним вимогам, окрім відокремленої ділянки, і після того, як дефектну ділянку вирізано та видалено, виріб усе ще можна доставити та використовувати в звичайному режимі. Однак, якщо його твердість вища, ніж сегрегація крихкості в нормальній області, це безпосередньо призведе до того, що матеріал стане крихким. Вся партія продукції підлягає утилізації та не підлягає повторній переробці.
Шлях для запобігання та контролю дефектів
Щоб зменшити або усунути дефекти чорної смуги титанових стрижнів TC4 в корені, необхідний суворий контроль за всім процесом виробництва:
1. Етап сировини: виберіть високо{1}}якісний губчастий титан, видаліть окислені тверді грудки та забезпечте однорідний і стабільний склад сировини.
2. Етап підготовки: оптимізуйте процес змішування матеріалів і точність підготовки електродів, щоб уникнути локального збагачення елементами.
3. Стадія плавлення: точно контролюйте параметри напруги та струму під час процесу плавлення, щоб забезпечити повну дифузію елементів сплаву та зменшити нерівномірний розподіл компонентів у мікроскопічних областях.
Поєднуючи мікроскопічне спостереження за структурою, аналіз мікро-компонентів області та мікро-тестування на твердість, можна точно визначити типи та рівні ризику дефектів чорної смуги в титанових стрижнях TC4. У поєднанні з повним контролем процесу це не тільки забезпечує безпеку якості продукції, але й максимально мінімізує виробничі втрати.
Baoji Yibaite New Materials Technology Co., Ltd
спеціалізується на виробництві титанових прутків. Ласкаво просимо до запиту та замовлення.
Адреса: завод № 10, вулиця Фенікс № 3, зона розвитку високих- технологій, місто Баодзі, провінція Шеньсі, Китай.
Адреса електронної пошти:bjybt2020@163.com