Staidéar ar an meicníocht a bhfuil tionchar ag struchtúir éagsúla annealing ar airíonna tionchair dinimiciúla cóimhiotal tíotáiniam TC4
Tagann an "cód géiniteach" de chóimhiotal tíotáiniam TC4 mar chóimhiotal tíotáiniam Classic A+B, an "buntáiste géiniteach" de Ti {-6 Ai -4 V (TC4) ón gcóimheas foirfe alúmanaim agus vanadium. Feabhsaíonn 6% den eilimint AI an neart cóimhiotail cosúil le cnámharlach cruach, agus feabhsaíonn 4% den eilimint V déine mar shnáithíní leaisteacha. Taispeánann an struchtúr dhá chéim seo cothromaíocht íogair ag teocht an tseomra: soláthraíonn an chéim A (struchtúr HCP) tacaíocht neart, agus tugann an chéim B (struchtúr BCC) cumas dífhoirmithe. Oibríonn an bheirt le chéile chun speictream feidhmíochta uathúil "cruas agus solúbthachta" a thógáil.
"Dlíthe a Chruthú" den Phróiseas Annálaithe
An ealaín a bhaineann le hathrú céim de réir rialaithe teochta
Sa raon teochta antail de chéim 750-950, déanann TC4 dráma athraithe céim íogair. Nuair a ardaíonn an teocht go dtí an chéim idirthréimhseach B (thart ar 995 céim), tosaíonn an bhunscoil A ag "leá" isteach i réigiún na céime B, agus is féidir le fuarú tapa an struchtúr ardteochta a reo.
Taispeánann sonraí turgnamhacha gur féidir le hábhar céim B a bheith ag teacht le 35% tar éis dó a bheith ag fuarú 950 céim agus uisce, agus nach gcoinníonn an t -ábhar ag 750 céim ach céim 12% B (foinse sonraí: Tréithriú na n -ábhar 2020).
Cluiche ama agus spáis den ráta fuaraithe
Fuarú foirnéise (<10℃/min): B phase decomposes into coarse large lamellar a (>5um), forming typical Widmanstätten structure Q Air cooling (50-100℃/min): medium-speed cooling promotes fine needle-like a phase (1-3um) interweaving with residual B phase Water cooling (>200 céim /min): Táirgeann "reo tapaidh" láithreach céim metastable B agus martensite A '(<0.5um)
"Taifead Catha" ar Fheidhmíocht Tionchair Dinimiciúil
Trí thástáil barra brú Hopkinson (ráta brú 103-10 s -1), fuarthas amach go raibh: Sciath struchtúr-fhuaraithe foirnéise-fhuaraithe
The coarse lamellar a phase builds a "maze-like" anti-crack network; The crack extension work is as high as 85J/cm2. However, excessive a phase (>8um) a bheidh ina chúis le comhchruinniú struis áitiúil agus a bheidh ina chúis le teip luath.
Armúr Cothromaithe Struchtúr Aer-Fuaraithe
Is éard atá sa chéim 2-3 Um snáthaid Fine A agus B ná "struchtúr coincréite bríce";
An t-iarmhéid is fearr a bhaint amach idir neart (neart comhbhrúite 1350MPA) agus déine (obair síneadh crack 72J/cm2), agus taispeánann an cuar comhbhrúite dinimiciúil saintréithe tipiciúla neartú dhá chéim,
Armúr Struchtúr-do-Rigid Uisce-Fuaraithe
Tugann an Martensite A 'céim an chruas is airde (HV 405), ach is é an teorainn chéim shobhránach a chuireann an fuinneamh tionchair go mór go 45J/cm2. Is furasta bannaí lomadh adiabatic ardluais a ghiniúint le linn dífhoirmithe, agus faightear líon mór microcracks sa mhicrostruchtúr feadh theorainn na céime B.
“Rogha Cliste” le haghaidh feidhmchlár innealtóireachta
I gcodanna atá faoi réir tionchar ardmhinicíochta, amhail lanna inneall aerárthaí, moltar cóireáil aeir fuaraithe a úsáid (eagraíocht dé-stáit A+B), ar féidir leis neart dinimiciúil a bhaint amach de 1250MPA agus brú briste 8% a choinneáil. Maidir le hailt shaorga agus le radhairc eile a dteastaíonn friotaíocht agus friotaíocht creimthe uathu, is féidir leis an eagraíocht (méid gráin 9) in éineacht le hiarmhar céim 12% B an fheidhmíocht chuimsitheach is fearr a sholáthar.
Fuair an taighde is déanaí (Nature Materials 2023) go bhfuil an eagraíocht trasdula leanúnach ón dromchla nano mar chéim (<100nm) to the core micron phase is constructed inside TC4 through a gradient annealing process, which can increase the dynamic impact energy absorption efficiency by 40%. This "bionic armor" structure imitates the shell structure of crustaceans and points the way for the design of a new generation of impact-resistant titanium alloys.
Conclúid:
I saol caol na microstruchtúr, is athchlárú ar na hairíonna ábhartha é gach coigeartú ar an bpróiseas annealing. Trí mhaolú a dhéanamh ar an gcód athraithe céime de chóimhiotal tíotáiniam TC4, is féidir linn "armúr cosanta tionchair eisiach a shaincheapadh do chásanna éagsúla iarratais, rud a ligeann don mhiotal draíochta seo leanúint ar aghaidh ag scríobh finscéalta faoi dhálaí oibre an -mhór.
