ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ تیتانیوم پس از عملیات حرارتی

Microstructure and mechanical properties of 

TC21 titanium alloy after heat treatment 

ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ تیتانیوم TC21 پس از عملیات حرارتی

ABSTRACT

Microstructure evolutions during different heat treatments and influence of microstructure on mechanical properties of TC21 titanium alloy were investigated. The results indicate that the excellent mechanical properties can be obtained by adopting air cooling after forging followed by heat treatment of (900 °C, 1 h, AC)+(590 °C, 4 h, AC). Deformation in single β field produces pan-like prior β grains, while annealing in single β field produces equiaxed prior β grains. Cooling rate after forging or annealing in single β field and the subsequent annealing on the top of α+β field determine the content and morphology of coarse α plates. During aging or the third annealing, fine secondary α plates precipitate. Both ultimate strength and yield strength decrease with the content increase of coarse α plates. Decreasing effective slip length and high crack propagation resistance increase the plasticity. The crisscross coarse α plates with large thickness are helpful to enhance the fracture toughness.

  

   جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

تحولات ریزساختاری در حین عملیات حرارتی های مختلف و اثر ریزساختار بر خواص مکانیکی آلیاژ تیتانیوم TC21 بررسی شدند. نتایج نشان می دهند که خواص مکانیکی فوق العاده ای را می توان با ترکیب تبرید در هوا پس از فورج و بدنبال آن عملیات حرارتی (900 °C, 1 h, AC)+( 590 °C, 4 h, AC) بدست آورد. تغییرشکل در زمینه تک فاز β، پیش دانه های تابه مانند β را تولید می کند در حالی که آنیل کاری در زمینه تک فاز β باعث تولید پیش دانه های هم محور β می شود.  نرخ تبرید پس از فورج یا آنیل کاری در زمینه تک فاز β و آنیل کاری بعدی روی زمینه β+α، مقدار و مورفولوژی بشفاب های درشت α را تعیین می کند. در حین پیرسازی یا آنیل کاری برای مرتبه سوم، بشقاب های ریز α ثانویه رسوب  می کنند. استحکام نهایی و تسلیم با افزایش مقدار بشقاب های درشت α کاهش می یابند. کاهش طول موثر لغزش و مقاومت بالا در برابر انتشار ترک، پلاستیسیته را افزایش می دهند. بشقاب های درشت متقاطع α با ضخامتی زیاد برای ارتقای چقرمگی شکست مفید هستند.