پژوهشنامه ریخته گری

پژوهشنامه ریخته گری

ارزیابی اثر پارامترهای عملیات ترمومکانیکی و عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص کششی آلیاژ ‏Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Si‎‏ ‏

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
2 استاد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت. دانشگاه صنعتی مالک اشتر. تهران. ایران
10.22034/frj.2024.402919.1179
چکیده
هدف از پژوهش حاضر، بررسی اثر محیط سرمایش پس از نورد ثانویه و دمای عملیات آنیل بر تغییرات ریزساختار و خواص کشش آلیاژ تیتانیم شبه آلفا Ti-6242S است. سپس شمش تولید شده تحت عملیات همگن‌سازی و نورد داغ اولیه در دمای 1150 درجه سانتی‌گراد قرار گرفت. پس از آن دمای استحاله فاز آلفا به بتای آلیاژ با روش‌های عملیات حرارتی و آزمایش پیچش گرم 5 ± 1000 درجه سانتی‌گراد ‏تعیین شد. در ادامه، تسمه‌ها تحت عملیات نورد ثانویه در دمای 940 درجه سانتی‌گراد ‏ قرار گرفتند و در محیط‌های آب و هوا، سرد شدند. سپس تحت عملیات حرارتی آنیل انحلالی به مدت یک ساعت، در دماهای 940 و 970 درجه سانتی‌گراد ‏قرار گرفته و در آب سرد شدند و در ادامه تحت عملیات پیرسازی قرار گرفتند. سپس بررسی‌های ریزساختاری و آزمایش کشش در دماهای 25 و 480 درجه سانتی‌گراد ‏انجام شد. نتایج نشان داد نمونه‌های با محیط سرمایش یکسان پس از نورد ثانویه که تحت عملیات آنیل انحلالی در دمای 970 درجه سانتی‌گراد ‏قرار گرفتند، نسبت به نمونه‌هایی که تحت عملیات آنیل انحلالی در دمای 940 درجه سانتی‌گراد ‏قرار گرفتند دارای ریزساختاری با فاز آلفای اولیه کروی‌تر و کسر حجمی کمتر و آلفای ثانویه­ی پهن‌تر هستند. لذا منجر به دستیابی به تلفیق استحکام و انعطاف‌پذیری بیشتر می‌شود. همچنین افزایش استحکام در نمونه‌های با محیط سرمایش هوا در مقایسه با نمونه‌های با محیط سرمایش آب پس از نورد، به دلیل بیشتر بودن کسر حجمی فاز آلفا است. بنابراین متعاقباً افت در انعطاف‌پذیری این نمونه­ها را در پی داشته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1] Lütjering G., Williams J. C., Titanium, Springer, First Edition, 2003.
[2] Srivatsan T., Al-Hajri M., Petraroli M., Derreberry B., Lam P., The fracture behavior of a Ti-6242 alloy deformed in bending fatigue, Materials Science and Engineering A, 2002, 334, 327-333.
[3] Hörnqvist M., Mänsson T., Fatigue crack growth in Ti-6242 under elasto-plastic loading conditions, Procedia Engineering, 2010, 2, 223-229.
[4] Campbell J.F., Manufacturing technology for aerospace structural materials: Elsevier, First Edition, 2011.
[5] Leyens C., Peters M., Titanium and titanium alloys, Wiley‐VCH Verlag, First Edition, 2003.
[6] Lütjering G., Williams J., Gysler A., Microstructure and mechanical properties of titanium alloys, Microstructure and Properties of Materials, 2000, 2, 1-74.
[7] Mitchell B. S., An introduction to materials engineering and science for chemical and materials engineers, John Wiley & Sons, First Edition, 2004.
[8] Semiatin S.L., An overview of the thermomechanical processing of α/β titanium alloys: current status and future research opportunities, Metallurgical and Materials Transactions A, 2020, 51, 2593–2625.
[9] Semiatin S., Thomas J., Dadras P., Processing-microstructure relationships for Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1 Si, Metallurgical Transactions A, 1998, 14 2363-2374.
[10] Dieter G. E., Kuhn H. A., Semiatin S. L., Handbook of workability and process design, ASM International, First Edition, 2003.
[11] Welsch G., Boyer R., Collings E.W., Materials Properties handbook: Titanium alloys, ASM International, First Edition, 1993.
[12] Roy S., Tungala V., Suwas S., Effect of Hypoeutectic boron addition on the β transus of Ti-6Al-4V alloy, Metallurgical and Materials Transactions A, 2011, 42, 2535-2541.
[13] Fields J.D.S., Backofen W.A., Determination of strain-hardening characteristics by torsion testing, American Society for Testing and Materials Proceedings, 1957, 57, 1259-1272.
[14] Prasad Y. V. R. K., Sasidhara S., Hot working guide: A Compendium of processing maps, ASM International, First Edition, 1997.
[15] Abbaschian R., Reed-Hill R., Physical metallurgy principles, Cengage Learning, Forth Edition, 2009.
[16] Dehghan-Manshadi A., Dippenaar R.J., Strain-induced phase transformation during thermo-mechanical processing of titanium alloys, Materials Science and Engineering A, 2012, 552, 451-456.
[18] McQuillan M., Phase transformations in titanium and its alloys, Metallurgical Reviews, 1963, 8, 41-104.
[19] Sha W., Malinov S., Titanium alloys: Modelling of microstructure, properties and applications, Elsevier, First Edition, 2009.
[20] Lin P., Zhou L., Xu P., et al. Enhanced strength of dual-phase Ti6242 alloy via a heterogeneous microstructure, Materials & Design, 2023, 230, 111972.
[21] Jia W., Zeng W., Yu H., Effect of aging on the tensile properties and microstructures of a near-alpha titanium alloy, Materials & Design, 2014, 58, 108-115.
[22] Donachie M.J., Titanium: A technical guide: ASM International, Second Edition, 2000.
دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 22
بهار و تابستان
بهار 1402
صفحه 45-55

  • تاریخ دریافت 28 خرداد 1402
  • تاریخ بازنگری 16 مهر 1402
  • تاریخ پذیرش 20 اسفند 1402