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Efecto de la temperatura de la solución sólida sobre la estructura y propiedades de la aleación de titanio Ti6246.
La aleación de titanio Ti6246 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo) es una aleación de titanio de alta temperatura con alto contenido de Mo desarrollada por la American Timet Company en la década de 1960. . La temperatura de servicio ronda los 420 grados. La resistencia a la fatiga de ciclo bajo de esta aleación después del envejecimiento en solución o el doble recocido es significativamente mayor que la de la aleación de titanio Ti6Al4V correspondiente. También tiene una alta resistencia a la fluencia a alta temperatura y resistencia instantánea, y puede usarse para fabricar discos y paletas de compresores de media y alta potencia. Dado que la aleación de titanio Ti6246 contiene un 6% del fuerte elemento estabilizador beta Mo, las propiedades mecánicas y el régimen de tratamiento térmico de la aleación son muy sensibles. Sin embargo, hay pocos informes de investigación sobre el tratamiento térmico de la aleación Ti6246, especialmente hay menos informes de literatura nacional publicados. Por lo tanto, es extremadamente importante estudiar los efectos de diferentes sistemas de tratamiento térmico de envejecimiento en solución sobre la microestructura y las propiedades mecánicas de las aleaciones. Los investigadores estudiaron los cambios en la microestructura y las propiedades mecánicas de varillas de Φ200 mm bajo diferentes regímenes de tratamiento térmico para proporcionar una base teórica para la aplicación de la aleación en ingeniería.
El material de prueba es un lingote de aleación de titanio Ti6246 preparado mediante fusión tres veces en horno de arco eléctrico consumible al vacío. Su composición química cumple con los requisitos de las normas AMS4981 y GB/T3620.1-2007 "Grados y composiciones químicas de titanio y aleaciones de titanio". El punto de transformación de fase (+)/del lingote se midió mediante el método metalográfico y fue de 955 a 960 grados. El lingote se abre, se forja y finalmente se forja en una barra de Φ200 mm. La estructura en estado forjado (estado R) de la barra es una estructura equiaxial típica. Corte el blanco de muestra del cuerpo de la barra y realice un tratamiento de envejecimiento de la solución en él. Las temperaturas de la solución son 860, 880, 900, 915, 925 y 935 grados, se mantienen durante 2 horas y se enfrían con aire. La temperatura de envejecimiento es de 593 grados, se mantiene caliente durante 8 horas y se enfría al aire. Luego pruebe las propiedades de tracción a temperatura ambiente según ASTM E 8/E8M, pruebe las propiedades de tracción a alta temperatura a 427 grados según ASTM E21 y pruebe las propiedades de fluencia según ASTM E139 (427 grados × 655 MPa × 35 h, pruebe la deformación residual bajo esta condición, requisitos estándar inferiores o iguales a 0,2%), y se utilizó el microscopio metalográfico invertido LEICA MEF4A y el microscopio electrónico de barrido SUPRATM55 para observación y análisis microestructural. Los resultados mostraron que:
(1) Cuando la temperatura de la solución sólida está entre 860 y 900 grados, la microestructura es una estructura equiaxial típica. Cuando la temperatura de la solución sólida es superior a 915 grados, el contenido de la fase primaria disminuye significativamente y la microestructura muestra una estructura de dos estados. Los cambios en la temperatura de la solución sólida tienen poco efecto sobre el tamaño de la fase primaria. El contenido de fase secundaria aumenta significativamente con el aumento de la temperatura de la solución sólida y su tamaño aumenta y se amplía significativamente.
(2) Después del tratamiento con solución sólida a 860~900 grados, la temperatura ambiente y la resistencia a la tracción a alta temperatura de la aleación no cambian mucho. Cuando la temperatura de la solución sólida es superior a 915 grados, tanto la temperatura ambiente como la resistencia a la tracción a alta temperatura continúan disminuyendo, y viceversa, y el aumento de la plasticidad a alta temperatura es significativamente mayor que el de la plasticidad a temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura de la solución sólida, las propiedades de fluencia mejoran gradualmente.
