I. Composição de fases e classificação de ligas
Titânioexiste como a fase (hcp, hexagonal fechado-compactado) abaixo de 882 graus e como a fase (cco, corpo-cúbico centrado) acima de 882 graus; a adição de elementos de liga altera a temperatura de transição de fase /, resultando em diferentes microestruturas da matriz.
/near- ligas (série TA; exemplos próximos- incluem Ti-6242, Ti-834 e a série IMI): Al, O, N, C, Zr e Sn estabilizam a fase; quase ligas incorporam ainda pequenas quantidades de elementos estabilizadores, como Mo, Nb e Si. Essas ligas apresentam microestruturas estáveis, boa soldabilidade e resistência à fluência; no entanto, eles não podem ser significativamente reforçados através do envelhecimento, e os seus limites superiores de resistência são inferiores aos do + ou das ligas.
+ ligas (série TC, por exemplo, GR5/Ti-6Al-4V, TC11, certas condições de TC18): Al estabiliza a fase, enquanto V/Mo/Fe/Mn/Cr/Cu estabiliza a fase. Essas ligas podem passar por tratamento de solução e endurecimento por envelhecimento, oferecendo a melhor combinação de resistência, ductilidade e tenacidade; eles são o esteio das estruturas aeroespaciais.
Ligas /próximas- /metaestáveis (série TB, por exemplo, Ti-55531, TB18, Ti-15Mo, Ti-13Nb-13Zr): Alto teor de Mo/V/Cr/Fe/Nb; baixa temperatura de transformação de fase; a extinção da solução mantém metaestável; o envelhecimento resulta na precipitação de fases finas /ω/intermetálicas; resistência ultra-alta pode ser alcançada, mas é necessário um equilíbrio entre ductilidade e estabilidade térmica.
Séries especiais: compostos intermetálicos Ti-Al ( ₂/Ti₃Al, /TiAl), ligas biocompatíveis de baixo módulo - (Nb/Zr/Ta/Mo), ligas de paládio/titânio puro-resistentes à corrosão-, etc.
II. Tipos microestruturais típicos e padrões de desempenho
A comparação de "quatro tipos microestruturais" mais comumente usada para + titânio se aplica; as conclusões também podem ser estendidas para sistemas quase- e -lamelares. Microestrutura Equiaxial: Forjamento/laminação em baixa-temperatura seguido de recozimento na região da fase +, resultando em equiaxial primário > 50%, com o restante sendo transformado. Essa microestrutura oferece a melhor plasticidade, alta- e baixa-resistência à fadiga de ciclo, estabilidade térmica e resistência ao entalhe; no entanto, a tenacidade à fratura, a resistência à fluência e a resistência ao{10}estiramento à fluência são relativamente baixas. GR5 com microestrutura equiaxial é comumente usado em componentes críticos-de fadiga e juntas de fuselagem.
Estrutura de fase dupla-fase/dupla-: Processada na parte superior da região de duas-fases ou próximo ao ponto de transformação de fase; consiste em equiaxiais primários isolados (normalmente<50%, usually 25–30%) and plate-like secondary α in the β-transformed matrix. Balances fatigue strength and toughness; in high-temperature titanium alloys, primary α is often controlled at 15–20% or 25–30% to balance creep, fatigue, and toughness. Near-α/high-temperature titanium dual-phase structures can adjust creep and LCF by controlling the primary α fraction.
Microestrutura Basketweave: formada por deformação na região ou processamento através dos limites da fase, com lamelas entrelaçadas em um padrão semelhante a uma cesta; nenhum intergranular grosso contínuo ou intergranular fino. Oferece resistência e tenacidade abrangentes superiores, resistência à propagação de trincas e resistência à fluência em comparação com estruturas bifásicas/equiaxiais e melhor ductilidade do que estruturas Widmanstätten; O basketweave GR5 é frequentemente preferido por suas propriedades abrangentes.
Microestrutura Weiss/Totalmente Lamelar: Tratamento em solução ou forjamento acima da temperatura de transformação de fase seguido de resfriamento lento resulta em grãos primários grossos + feixes de grãos intergranulares + intra{2}} paralelos. Dentro dos feixes, as lamelas compartilham a mesma orientação, com resíduos entre as lamelas. Esta microestrutura oferece a melhor tenacidade à fratura, resistência à fluência e resistência; no entanto, tem a menor plasticidade e resistência à fadiga, que são ainda exacerbadas por feixes intergranulares excessivamente espessos e excessivamente grandes.
Microestrutura martensita/metaestável (fabricação aditiva, têmpera): Solidificação rápida ou têmpera em água produz ′ (martensita hexagonal) e ″ (ortorrômbica, enriquecida com -elementos estabilizadores), que posteriormente se decompõem em e após o recozimento; SLM GR5 normalmente exibe colunar anterior- e acicular ′, com alta anisotropia; o recozimento a 750–950 graus pode reduzir o estresse e melhorar a ductilidade.
Estrutura lamelar de vários-níveis (perto de- /alta-resistência): Grãos originais → feixes → lamelas → camadas intermediárias → finos envelhecidos. À medida que a temperatura de tratamento da solução aumenta, o anterior- e os feixes ficam mais grossos; as lamelas podem tornar-se mais finas ou mais grossas dependendo das condições de resfriamento e envelhecimento. O espessamento dos limites dos grãos reduz a ductilidade, enquanto feixes mais largos e lamelas mais finas melhoram o fortalecimento interfacial.
E--e-mail:garychen3215@hotmail.com
Endereço: No.35, Baoti Rd, cidade de Baoji, província de Shaanxi, China
Contato: Sr. Gary Chen
Telefone: +86-917-8883215
Celular/WhatsApp: +86 13092900605
