Evolução da microestrutura e otimização de propriedades da chapa laminada a quente de liga de titânio TA10

Em ambientes de serviços extremos, como petroquímico, construção naval, engenharia de energia nuclear e ambientes marinhos, os materiais enfrentam múltiplos desafios, como alta temperatura, alta pressão e forte corrosão, que impõem elevados requisitos ao desempenho abrangente dos materiais, especialmente resistência à corrosão. O titânio e as ligas de titânio destacam-se pela sua baixa densidade, alta resistência, alta tenacidade e excelente resistência à corrosão, e tornaram-se materiais chave nestas áreas. No entanto, a resistência à corrosão das ligas de titânio sob certas condições, como a resistência à corrosão pela redução de ácidos e a corrosão em frestas, ainda precisa ser melhorada. Por esse motivo, foi desenvolvida a liga de titânio TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni), que é isenta de metais raros, possui excelente processabilidade e excelente resistência a ácidos redutores, altas temperaturas corrosão por cloreto e corrosão em frestas, e é amplamente utilizado em vários campos importantes.
Apesar das inúmeras vantagens da liga de titânio TA10, seu alto custo ainda é o principal fator que restringe sua ampla aplicação. Isso se deve principalmente ao alto custo das matérias-primas da esponja de titânio, à complexidade do processo de fusão a vácuo múltiplo e ao longo fluxo de processamento. A fim de reduzir o custo e melhorar a eficiência da produção, o uso de fusão por feixe de elétrons combinado com tecnologia de laminação a quente para preparar bobinas de tira de liga de titânio TA10 tornou-se um processo de produção inovador. Este processo não apenas reduz significativamente o fluxo de processamento, mas também aumenta o rendimento e reduz o custo geral.

Recentemente, a Universidade de Tecnologia de Shenyang e o Instituto de Metais da Academia Chinesa de Ciências e a equipe de pesquisa da Indústria de Titânio de Yunnan no jornal "fundição especial e ligas não ferrosas" publicaram os últimos resultados da pesquisa, uma discussão aprofundada sobre laminação a quente de 930 graus em a microestrutura da placa de liga de titânio TA10 e as propriedades mecânicas do impacto à temperatura ambiente. O estudo mostra que o processo de laminação a quente refina efetivamente a microestrutura da liga de titânio TA10, formando uma estrutura complexa composta por matriz, partículas de Ti2Ni nos limites dos grãos e partículas de fase fina distribuídas difusamente dentro da matriz. Esta característica da microestrutura não só aumenta a resistência à corrosão do material, mas também faz com que suas propriedades mecânicas apresentem forte anisotropia, especialmente na direção transversal, o módulo de Young, a resistência ao escoamento e a resistência à tração são melhores que a direção de laminação.
Visão geral da metodologia de pesquisa:
Preparação do material: as placas de liga Ti-0.3Mo-0.8Ni foram fundidas em um forno de cama fria por feixe de elétrons, seguidas de tratamento antioxidação e pré-aquecimento a 930 graus para fixação e, finalmente, laminadas em placas com espessura de 3 mm por laminador a quente de 1450 mm.
Análise microestrutural: Utilizando microscópio metalúrgico, microscópio eletrônico de varredura e microscópio eletrônico de transmissão, combinados com análise elementar EDS, a microestrutura das placas fundidas e laminadas foi observada e analisada detalhadamente.
Teste de propriedades mecânicas: Prepare amostras de tração de acordo com métodos padrão e teste as propriedades mecânicas à temperatura ambiente na máquina de teste de tração eletrônica, incluindo resistência ao escoamento, resistência à tração e outros indicadores-chave.
Destaques dos resultados da pesquisa:
O processo de laminação a quente melhora significativamente a microestrutura da liga de titânio TA10, refina os grãos e promove a distribuição difusa das partículas da fase -.
A chapa laminada possui excelentes propriedades mecânicas transversais, o que proporciona forte suporte para a aplicação do material em diferentes direções.
O estudo revela a conexão intrínseca entre microestrutura e propriedades mecânicas, o que fornece uma base científica para maior otimização e aplicação da liga de titânio TA10.
Em resumo, o estudo da evolução da microestrutura e otimização de propriedades da chapa laminada a quente de liga de titânio TA10 não apenas fornece uma nova ideia para a preparação de materiais de liga de titânio de baixo custo e alta eficiência, mas também estabelece uma base sólida para a melhoria de o desempenho abrangente do material no ambiente de serviço extremo.