I. Sifat Asas Aloi Titanium TA18
Aloi titanium TA18 menunjukkan sifat fizikal yang stabil dalam kedua-dua senario plat tebal dan nipis, dengan modulus kira-kira 110 GPa dan ketumpatan kira-kira 4.4 g/cm³. Walau bagaimanapun, rintangan haba dan kebolehprosesannya perlu dikawal dengan baik melalui proses rawatan haba untuk memenuhi keperluan senario aplikasi yang berbeza.
II. Analisis Perbandingan Data Terukur
Untuk menilai secara menyeluruh kesan laluan proses yang berbeza terhadap prestasi aloi titanium TA18, kertas ini memilih tiga laluan proses yang mewakili untuk analisis perbandingan. Eksperimen mengikuti kaedah ujian tegangan ASTM E8/E8M-21 dan kaedah ujian sifat tegangan bahan logam GB/T 228.1-2010 untuk memastikan ketekalan dan kebolehulangan data.
1. Contoh A: Selepas rawatan larutan + penuaan (proses T6), UTS (kekuatan tegangan muktamad) adalah lebih kurang 980 MPa, kekuatan ricih ialah 620 MPa, dan pemanjangan ialah 9%. Di bawah laluan proses ini, aloi titanium TA18 menunjukkan kekuatan tinggi dan keplastikan tertentu.
2. Sampel B: Menggunakan laluan proses pemprosesan termomekanikal diikuti dengan rawatan larutan + penuaan, UTS meningkat kepada kira-kira 1050 MPa, kekuatan ricih ialah 660 MPa, dan pemanjangan berkurangan sedikit kepada 7%. Laluan ini memperkenalkan penghalusan bijirin dan pengumpulan kehelan melalui pemprosesan termomekanikal, meningkatkan kekuatan bahan dengan ketara.
3. Sampel C: Mengoptimumkan lagi parameter terma, selepas penyepuhlindapan isoterma dan rawatan{1}}penuaan semula, UTS mencapai lebih kurang 1100 MPa, kekuatan ricih ialah 710 MPa, dan pemanjangan menurun kepada 5%. Sampel C mencapai pengukuhan fasa metastabil dan{6}}penuaan semula, dengan pengukuhan sempadan butiran yang ketara dan sistem dinding kehelan yang lebih baik, tetapi permukaan patah lebih rapuh. Data yang diukur menunjukkan bahawa kesan gabungan pengukuhan larutan pepejal dan pengukuhan kerpasan dengan ketara meningkatkan kekuatan aloi titanium TA18, tetapi penghalusan bijirin dan peningkatan ketumpatan terkehel turut membawa pertukaran-antara kekuatan dan keliatan serta permukaan patah rapuh.
III. Analisis Struktur Mikro
Struktur mikro bagi tiga kumpulan sampel menunjukkan perbezaan yang ketara: Laluan A: Didominasi oleh struktur +, dengan saiz butiran yang besar dan ketumpatan rendah fasa termendak, permukaan patah terutamanya retak mulur, menunjukkan keplastikan yang baik. Laluan B: Melalui pemprosesan termomekanikal, penghalusan bijirin dan pengumpulan kehelan diperkenalkan, saiz dan taburan fasa termendak cenderung seragam, permukaan patah menunjukkan ciri mulur bercampur-rapuh, mencapai keseimbangan antara kekuatan dan keplastikan. Laluan C: Mencapai pengukuhan fasa metastabil dan-penuaan semula, dengan pengukuhan sempadan butiran yang ketara dan sistem dinding kehelan yang lebih baik, permukaan patah mempersembahkan struktur mikro berlapis yang lebih kompleks, dengan kekuatan tertinggi tetapi keliatan yang agak rendah. Analisis mikrostruktur mendedahkan mekanisme dalaman perbezaan prestasi dalam aloi titanium TA18 di bawah laluan proses yang berbeza, menyediakan asas teori untuk pengoptimuman proses.
IV. Pokok Keputusan dan Pemilihan Proses
Berdasarkan data yang diukur dan analisis struktur mikro, kertas ini membina pokok keputusan dengan matlamat mengimbangi kekuatan ricih dan kebolehkimpalan yang tinggi: Nod akar: Matlamatnya adalah untuk mengimbangi kekuatan ricih dan kebolehkimpalan yang tinggi. Cawangan pertama: Jika kekuatan tinggi diutamakan, Laluan A (rawatan penyelesaian + penuaan) atau Laluan C (penyepuhlindapan isoterma +-penuaan semula) boleh dipilih. Antaranya, Laluan C mempunyai kekuatan tertinggi, tetapi risiko permukaan patah rapuh perlu diberi perhatian; Laluan A mempunyai kekuatan yang lebih rendah sedikit tetapi keplastikan yang lebih baik. Cawangan kedua: Jika kebolehprosesan yang baik diperlukan, Laluan B (pemprosesan termomekanikal diikuti dengan rawatan larutan + penuaan) harus dipilih, yang mencapai keseimbangan yang lebih baik antara kekuatan dan keplastikan. Pohon keputusan akhirnya mengeluarkan gabungan proses (mana-mana satu daripada A, B, C), dan menilai kitaran, kos, dan kebolehulangan, memberikan panduan intuitif untuk pemilihan proses.
V. Dimensi Perbandingan dan Analisis Pesaing
(1) Dimensi Perbandingan
1. Perbandingan sifat mekanikal: UTS, kekuatan ricih dan pemanjangan aloi titanium TA18 di bawah laluan rawatan haba yang berbeza dibandingkan dengan aloi Ti-6Al-4V dan Ti yang lain. Keputusan menunjukkan bahawa TA18 mempunyai had kekuatan yang lebih tinggi dalam beberapa-senario permintaan intensiti tinggi, tetapi keseimbangan antara keliatan dan kecekapan hasil bahan perlu dioptimumkan melalui tetingkap proses. 2. Perbandingan proses dan kos: Ia melibatkan penggunaan tenaga rawatan haba, kitaran, kebolehmesinan, kebolehkimpalan dan kebolehkesanan bahan. Kos proses aloi titanium TA18 perlu dipertimbangkan secara menyeluruh dari segi parameter rawatan haba, susut nilai peralatan dan kos buruh. (2) Analisis pesaing: Ti-6Al-4V mungkin mempunyai kelebihan dalam kebolehkimpalan dan keliatan suhu rendah, tetapi kos dan kesukaran pemprosesan perlu seimbang. Sebaliknya, aloi titanium TA18 boleh mencapai kekuatan yang lebih tinggi dan keseimbangan keliatan yang boleh dikawal dalam senario tertentu melalui pengoptimuman proses, dan mempunyai nilai aplikasi yang unik. VI. Salah faham dan langkah berjaga-jaga pemilihan bahan Dalam proses pemilihan bahan, salah faham berikut harus dielakkan: 1. Didorong oleh indeks kekuatan tunggal: Mengabaikan keplastikan, keliatan dan prestasi hentaman boleh membawa kepada keretakan rapuh dan mod kegagalan lain semasa penggunaan bahan. 2. Didorong oleh kos sahaja dan mengabaikan kebolehpercayaan bahan jangka panjang, kebolehpercayaan dan kebolehpercayaan bahan jangka panjang yang penting. keseimbangan antara kos dan prestasi perlu dipertimbangkan secara menyeluruh. 3. Mengabaikan kesan kebolehprosesan dan kebolehkimpalan pada kadar hasil dan kawalan kualiti: Kebolehprosesan dan kebolehkimpalan secara langsung mempengaruhi kadar hasil dan kawalan kualiti, dan perlu dipertimbangkan sepenuhnya dalam pemilihan proses.
Tujuh. Kesimpulan dan Pandangan
Di bawah laluan proses tertentu, aloi titanium TA18 boleh mencapai keseimbangan antara kekuatan tinggi dan kemuluran yang boleh dikawal, dan reka bentuk berparameter harus dijalankan di sekitar tetingkap proses. Kaedah ujian ASTM E8/E8M-21 di bawah sistem standard Amerika dan GB/T 228.1-2010 di bawah sistem standard China memberikan sokongan kuat untuk kebolehbandingan data. Dari segi data pasaran, LME menunjukkan bahawa julat harga jongkong titanium adalah lebih kurang 9,000–12,000 USD/tan, dan sebut harga spot plat aloi titanium di Pasaran Logam Shanghai turun naik dalam julat 120,000–200,000 RMB/tan, yang membantu untuk merumuskan proses sensitif kos. Pada masa hadapan, dengan kemajuan berterusan sains bahan dan teknologi proses, pengoptimuman prestasi dan inovasi proses aloi titanium TA18 akan terus mendalam. Melalui penerokaan lanjut proses rawatan haba baharu, kaedah kawalan struktur mikro, dan strategi pengoptimuman kos, aloi titanium TA18 dijangka memainkan nilai aplikasi yang lebih besar dalam aeroangkasa, kejuruteraan marin dan bidang lain.