โลหะผสมไททาเนียม TA18 (Ti-3Al-2.5V) ซึ่งเป็นโลหะผสมไททาเนียมประสิทธิภาพสูง มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การสำรวจมหาสมุทร และอุปกรณ์ทางการแพทย์ระดับไฮเอนด์ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ความหนาแน่นต่ำ และทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม วัตถุประสงค์ของเอกสารฉบับนี้คือเพื่อสำรวจอิทธิพลของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนต่อโครงสร้างจุลภาคและความแข็งแรงผลผลิตของโลหะผสมไททาเนียม TA18 เพื่อเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีและการสนับสนุนทางการทดลองสำหรับการใช้งานโลหะผสมนี้อย่างเหมาะสมที่สุด I. กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนของโลหะผสมไททาเนียม TA18
เนื่องจากเป็นวิธีสำคัญในการควบคุมคุณสมบัติของโลหะผสมไททาเนียม TA18 โดยการอบด้วยความร้อนจึงสามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติเชิงกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการควบคุมอุณหภูมิ เวลา และโหมดการทำความเย็นได้อย่างแม่นยำ
การบำบัดด้วยการอบอ่อน
วัตถุประสงค์: กำจัดความเครียดตกค้างจากการประมวลผล ปรับปรุงความยืดหยุ่นและความเหนียวของวัสดุ
พารามิเตอร์กระบวนการ: อุณหภูมิ 700 องศา -800 องศา เวลาในการยึด 1-2 ชั่วโมง การทำความเย็นด้วยเตาเผา
ผลกระทบ: ปรับปรุงเมล็ดพืช เพิ่มความสม่ำเสมอของวัสดุ ลดความแข็งแรงผลผลิตเหลือประมาณ 450 MPa เพิ่มการยืดตัวมากกว่า 25%
การบำบัดด้วยสารละลายของแข็ง
วัตถุประสงค์: เพื่อส่งเสริมการกระจายเฟสและเฟสอย่างสม่ำเสมอ และเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุ
พารามิเตอร์กระบวนการ: อุณหภูมิ 900 องศา -950 องศา เวลาในการยึด 30-60 นาที ทำความเย็นด้วยน้ำหรืออากาศอย่างรวดเร็ว
ผลกระทบ: ความแข็งแรงผลผลิตเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 800 MPa และความแข็งแรงแรงดึงจะถึง 950 MPa แต่ความเป็นพลาสติกจะลดลงเล็กน้อย
การรักษาภาวะแก่ก่อนวัย
วัตถุประสงค์: เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับวัสดุมากขึ้นบนพื้นฐานของการบำบัดด้วยสารละลายของแข็ง และเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลโดยการตกตะกอนเฟสย่อยเสถียรขนาดเล็ก
พารามิเตอร์กระบวนการ: อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส - 600 องศาเซลเซียส เวลาในการเก็บรักษา 4-8 ชั่วโมง การทำความเย็นด้วยเตาเผา
ผลลัพธ์: ความแข็งแรงผลผลิตสูงสุดถึง 900 MPa หรือมากกว่า ความแข็งแรงแรงดึงประมาณ 1,000 MPa แต่ความเป็นพลาสติกลดลงอีกเหลือประมาณ 10%
ประการที่สอง การวิเคราะห์ความแข็งแรงผลผลิตของโลหะผสมไททาเนียม TA18
ความแข็งแรงของผลผลิตเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการประเมินความสามารถในการเสียรูปพลาสติกของวัสดุ โดยกระบวนการอบด้วยความร้อนจะได้รับผลกระทบอย่างมาก
สภาวะที่ไม่ได้รับการบำบัด: ความแข็งแรงผลผลิตประมาณ 620 MPa ความแข็งแรงแรงดึงประมาณ 780 MPa การยืดตัวประมาณ 20% มีความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีแต่ความแข็งแรงต่ำ
สถานะอบอ่อน: ผ่านการอบอ่อน ความแข็งแรงผลผลิตจะลดลงเหลือประมาณ 450 MPa พร้อมด้วยการยืดตัวที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูปและความเหนียวของวัสดุ
สถานะสารละลายของแข็ง: การบำบัดด้วยสารละลายของแข็งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงได้อย่างมาก โดยมีจุดแข็งที่ยืดหยุ่นได้กระโดดไปถึงมากกว่า 800 MPa แต่ต้องแลกมาด้วยความสามารถในการขึ้นรูป
สถานะการเก่า: การอบให้เก่าจะทำให้วัสดุมีความแข็งแรงมากขึ้น โดยมีจุดแข็งเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 900 MPa ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีความแข็งแรงสูง แต่ความเป็นพลาสติกจะลดลงอีก
ข้อมูลการทดลองและการตรวจสอบ
เพื่อตรวจสอบการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีข้างต้น จึงได้ทำการทดลองชุดหนึ่ง และข้อมูลเฉพาะมีดังนี้:
การทดลองการอบอ่อน: อุณหภูมิ 750 องศาเซลเซียส หุ้มฉนวน 1.5 ชั่วโมง ทำความเย็นด้วยเตาเผา วัดค่าความแข็งแรงผลผลิต 450 MPa ความแข็งแรงแรงดึง 650 MPa การยืดตัว 26%
การทดลองการบำบัดด้วยสารละลาย: อุณหภูมิ 920 องศาเซลเซียส เวลาในการคงอยู่ 45 นาที ระบายความร้อนด้วยน้ำ วัดค่าความแข็งแรงผลผลิตได้ 820 MPa ความแข็งแรงแรงดึง 960 MPa การยืดตัว 14%
การทดลองการบ่ม: อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส เวลาในการคงอยู่ 6 ชั่วโมง ทำการระบายความร้อนด้วยเตาเผา วัดค่าความแข็งแรงผลผลิตได้ 920 MPa ความแข็งแรงแรงดึง 1,020 MPa การยืดตัว 12%
IV. บทสรุป
กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนของโลหะผสมไททาเนียม TA18 มีผลอย่างมากต่อความแข็งแรงผลผลิตและคุณสมบัติเชิงกลโดยรวม โดยการควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอบชุบ สารละลาย และการอบชุบอย่างเหมาะสม จึงสามารถบรรลุความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของวัสดุเพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานทางวิศวกรรมที่แตกต่างกัน การวิจัยในอนาคตสามารถสำรวจกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่ละเอียดขึ้นเพิ่มเติมเพื่อใช้ประโยชน์จากศักยภาพของโลหะผสมไททาเนียม TA18 ได้อย่างเต็มที่
