Studiu asupra efectului elementului Si asupra stabilității termice a aliajelor de titan

Efectele Si asupra stabilității termice a trei aliaje binare TiSi cu conținut diferit de Si au fost investigate prin efectuarea de experimente de expunere termică la diferite temperaturi timp de 100 h și caracterizarea stabilității termice a aliajelor prin proprietăți mecanice. Rezultatele arată că, în condițiile experimentale, adăugarea de element Si crește rezistența la tracțiune a aliajelor, iar cu cât conținutul de Si este mai mare, cu atât sporirea rezistenței este mai mare: în timpul procesului de expunere termică, când temperatura de expunere termică este mai mare de 450°C. gradul , rezistența la rupere a aliajelor de Ti-Si prezintă o tendință de scădere, iar acestea prezintă cea mai slabă stabilitate termică după 500 grade/100 h de tratament termic de expunere, printre care alungirea aliajelor de Ti-0.4 Si scade la 28,0%. TiSi, format prin difuzia și dimerizarea elementelor Si, este principalul factor care afectează stabilitatea termică a aliajelor Ti-Si.
Aliajele de titan sunt utilizate pe scară largă în domeniul aerospațial, petrochimic, biomedical și în alte domenii datorită rezistenței lor ridicate, densității scăzute și rezistenței bune la coroziune. O mare parte a aliajelor de titan sunt aliaje de titan la temperatură înaltă, care sunt utilizate în principal pentru fabricarea pieselor de motoare aerospațiale, cum ar fi discuri cu frunze și lame, care sunt importante pentru îmbunătățirea raportului tracțiune-greutate al aeronavei. În prezent, temperatura de aplicare a aliajelor mature de titan la temperatură înaltă este în principal la 600 °C, iar aliajele de titan la temperatură înaltă dezvoltate de diferite țări sunt în principal Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si titan aproape alfa. aliaje, dintre care tipice sunt IMI834 din Regatul Unit, Ti-1100 din Statele Unite, BT36 din Federația Rusă, precum și aliajele Ti{-600, Ti{-60 din China și așa mai departe.
Sub influența temperaturilor ridicate, organizarea aliajului este alterată, fapt dovedit de modificările de organizare și morfologia precipitatelor. Stabilitatea termică poate fi utilizată pentru a caracteriza capacitatea unui aliaj de a-și menține proprietățile la temperaturi ridicate și determină temperatura la care aliajul poate fi utilizat. Diferitele elemente de aliere au efecte diferite asupra stabilității termice, așa că este necesar să se selecteze elementul de aliere adecvat. si este un element indispensabil în aliajele de titan la temperaturi înalte datorită rolului său unic în rezistența la fluaj. În prezent, aliajele de titan la temperatură înaltă cu o temperatură de 400 grade și mai presus de toate conțin Si, iar conținutul de Si al aliajului de titan britanic IMI834 a ajuns chiar la 0,5%, în timp ce conținutul de Si al TG6 din China Aliajul de titan la temperatură ridicată a atins, de asemenea, 0,4%. Cu toate acestea, conform cercetărilor lui Seagle, Si este un element eutectic B-stabil, care joacă un rol în întărirea soluției solide și, de asemenea, precipită sub formă de siliciuri în matricea aliajului de titan sau în limitele granulelor, modificând comportamentul de deformare al aliajului și afectând stabilitatea sa termică. Aliajele TA1, Ti-0.2Si și Ti{-0.4Si au fost folosite ca obiecte de cercetare pentru a studia efectul elementelor Si asupra performanței lor de stabilitate termică, pentru a clarifica efectul comportamentului la precipitare a elementelor Si privind stabilitatea termică în timpul expunerii termice.
Concluzie
(1) Elementul Si poate rafina granulația aliajului Ti-Si și are un efect evident de întărire asupra aliajului. Odată cu creșterea conținutului de Si, dimensiunea granulelor aliajelor Ti-Si scade semnificativ, rezistența crește semnificativ și plasticitatea scade; rezistența aliajelor Ti-0.2Si și Ti{-0.4Si crește în primul rând și apoi scade în procesul de expunere termică, în timp ce rezistența aliajelor Ti{-0.4Si scade semnificativ și ambele aliaje sunt cele mai proaste din punct de vedere al plasticității după expunerea termică la 500 de grade timp de 100 de ore. Rezistența aliajelor Ti-0.4Si scade semnificativ după expunerea termică, iar plasticitatea aliajelor Ti{{-0.4Si este cea mai proastă după expunerea termică.
(2) Aliajele Ti-0.2Si și Ti-0.4Si sunt în principal faze de TiSi precipitate după expunerea termică. Difuzia părtinitoare a elementului Si în procesul de expunere la căldură este principalul motiv pentru formarea fazei TisSi, iar faza TiSi, care crește treptat, este motivul principal pentru creșterea rezistenței aliajului și scăderea plasticității. În expunerea termică peste 500'C, faza TiSi aglomerată în creștere duce la o scădere a coordonării granițelor, rezultând o scădere a rezistenței aliajelor Ti-Si.
(3) Mărimea și distribuția fazei TisSi afectează rezistența și plasticitatea aliajului. Afectat de dimensiunea granulelor și de conținutul atomic de Si, TiSi, fazează aliajele Ti-0.2Si și Ti{-0.4Si în dimensiunea și distribuția unei diferențe semnificative, în principal în Ti{{5} }.4 Precipitarea aliajului de Si la granițele granulelor, în timp ce în Ti{-0.2Si sunt precipitate aliajele din interiorul granulelor și granițelor.