Titano molibdeno lydinys: fazinė struktūra, kietumas ir mechaninės savybės

Titano{0}}molibdeno lydiniai yra kompaktiška, gerai{1}}ištirta dvejetainių titano lydinių šeima, kurioje molibdenas veikia kaip beta-stabilizavimo elementas. Net nedideli molibdeno kiekio pokyčiai perkelia lydinį per keletą fazių struktūrų, o kiekviena fazė suteikia skirtingą kietumo, lenkimo stiprumo ir standumo pusiausvyrą. Todėl paskelbtas darbas apie dvejetainius Ti-Mo lydinius, kuriuose yra 6–20 masės % Mo, yra naudingas atskaitos taškas, kai pasirenkama mažo-modulio arba didelio{9}}kietumo titano medžiaga.

Dvejetainių Ti{0}}Mo lydinių fazinė struktūra

Eksperimentų rezultatai rodo, kad išlietų Ti{0}Mo lydinių kristalinė struktūra ir morfologija yra jautrūs jų molibdeno kiekiui. Seka yra progresyvi, o ne staigi, todėl molibdeno lygis yra pirmasis kintamasis, kuris nustatomas bet kurioje specifikacijoje.

Molibdeno kiekis	Dominuojanti struktūra	Morfologijos pastaba
Komerciniu požiūriu grynas titanas	Šešiakampis alfa{0}}pirminis (')	Plunksnų{0}}morfologija
6 masės % Mo	Smulkus martensitinis ortorombinis alfa{0}}dvigubas-pirmas (″)	Smulkus smailus martensitas
7,5 masės % Mo	Martensitinis ″ dominuoja visame lydinyje	Viena dominuojanti ″ struktūra
10 masės % Mo ir daugiau	Išlaikyta beta ( ) fazė	tampa vienintele pagrindine faze

Žemiausioje diapazono dalyje šešiakampė komerciškai gryno titano fazė užleidžia vietą smulkiai smailiai martensitinei struktūrai, kai molibdeno kiekis pasiekia apie 6 masės %. Esant 7,5 masės % Mo, visame lydinyje dominuoja martensitinė ″ struktūra. Maždaug nuo 10 masės % Mo ir didesnio išlaikymo fazė tampa vienintele pagrindine faze, o medžiaga veikia kaip beta titano lydinys, o ne kaip martensitinis.

Ti{0}}Mo serijos kietumas

Kietumas seka fazės struktūrą. Iš visų tirtų Ti-Mo lydinių mažiausias buvo ″ fazės Ti-7,5Mo lydinys, o didžiausias fazinių lydinių, kurių sudėtyje yra 10 ir 12,5 masės % Mo. Ti-7,5Mo mikrokietumas buvo 10,5% mažesnis nei Ti-6Al-4V ir 7,7% mažesnis nei Ti-13Nb-13Zr.

Ti-7.5Mo (″)- minkščiausia dvejetainės serijos klasė ir minkštesnė už Ti-6Al-4V ir Ti-13Nb-13Zr mikrokietumo atžvilgiu.

Ti-10Mo ir Ti-12.5Mo ( )- sunkiausi šios serijos pažymiai, atspindintys visiškai išlaikytą beta versiją.

Praktinis skaitymas- kietumas didėja struktūrai judant nuo ″ iki , todėl molibdeno kiekis gali būti naudojamas susidėvėjimo ir deformacijos reakcijai sureguliuoti.

Lenkimo stiprumas ir lenkimo modulis

Stiprumas ir standumas nesilaiko tos pačios tendencijos, todėl serija yra įdomi. Ti-7.5Mo lenkimo stipris yra panašus į Ti-15Mo ir Ti-13Nb-13Zr ir didesnis nei komerciškai gryno titano. Todėl stiprumas nėra aukojamas, kai lydinys pasirenkamas dėl mažo standumo.

″-dominuojamo Ti-7.5Mo lydinio lenkimo modulis yra žymiai mažesnis nei alternatyvių:

22% mažesnis nei Ti-15Mo

47% mažesnis nei Ti-6Al-4V

17% mažesnis nei Ti-13Nb-13Zr

apie 40% mažesnis nei komerciškai grynas titanas

Vidutinio stiprumo ir mažo modulio derinys yra neįprastas ir paaiškina, kodėl ″ titano -molibdeno lydiniai patraukia dėmesį visur, kur komponentas turi lankstytis, o ne atsispirti.

Kodėl žemo{0}}modulio derinys yra svarbus

Daugelyje titano panaudojimo būdų per didelis standumas yra daugiau atsakomybė, o ne pranašumas. Modulis, gerokai didesnis už aplinkinės medžiagos modulį, sutelkia įtampą sąsajoje, o standesnis komponentas turi neproporcingai didelę apkrovos dalį. Sumažinus modulį išlaikant lenkimo stiprumą panašiame lygyje, apkrovos kelias pasiskirsto tolygiau, o tai yra mechanizmas, skatinantis domėjimąsi mažo-modulio titano lydiniais, skirtais apkrovą-laikantiems komponentams, kurie turi atitikti gretimų dalių elastinį atsaką.

Kietumo duomenys užbaigia vaizdą. Kai norima mažo modulio, ″ struktūra, esant maždaug 7,5 masės % Mo, yra natūralus pasirinkimas; kur pirmenybė teikiama didesniam kietumui ir priimtinas kietesnis atsakas, tinkamesnės yra išlaikytos struktūros, kuriose yra 10 masės % Mo ir daugiau. Kadangi fazinė struktūra yra tokia jautri molibdeno kiekiui, nedideli sudėties skirtumai virsta išmatuojamais savybių skirtumais, o specifikacija, kuri palieka atvirą molibdeno diapazoną, nesuteiks nuoseklių savybių.

Atrankos ir apdorojimo gairės

Pirmiausia nustatykite molibdeno diapazoną- fazė, taigi ir kietumas bei modulis, tiesiogiai išplaukia iš jos. Kelių svorio procentų pasikeitimą traktuokite kaip medžiagos pakeitimą.

Patvirtinkite gatavo produkto fazęX

Išmatuokite svarbias savybes- mikrokietumas, skirtas susidėvėjimui ir deformacijai, ir trijų-taškų lenkimas, skirtas stiprumui lenkti ir lenkimo moduliui.

Palyginkite su žinomomis nuorodomis- Ti-6Al-4V, Ti-15Mo ir Ti-13Nb-13Zr pateikia nustatytas bazines kietumo, stiprio lenkimo ir modulio palyginimo linijas.

Tikėtis liejimo jautrumo-, nes struktūra ir morfologija priklauso nuo molibdeno kiekio, šiluminė istorija liejimo ir bet kokio tolesnio apdorojimo metu turi būti kontroliuojama ir dokumentuojama.

Dažnai užduodami klausimai

Kl.: Kuris Ti{0}}Mo lydinys yra mažiausio kietumo?
″ fazės Ti-7,5 Mo lydinys yra mažiausio kietumo tarp ištirtų dvejetainių titano ir molibdeno lydinių.

K: Kurie serijos lydiniai yra kiečiausi?
Faziniai lydiniai, kurių sudėtyje yra 10 ir 12,5 masės % Mo, parodė didžiausią serijos kietumą.

Kl.: Kuo Ti-7.5Mo lyginamas su Ti-6Al-4V mikrokietumu?
Jo mikrokietumo vertė yra 10,5% mažesnė nei Ti-6Al-4V ir 7,7% mažesnė nei Ti-13Nb-13Zr.

Klausimas: Ar Ti-7.5Mo lenkimas yra silpnesnis nei kiti titano lydiniai?
Ne. Jo lenkimo stipris yra panašus į Ti-15Mo ir Ti-13Nb-13Zr ir didesnis nei komerciškai gryno titano.

Kl .: koks mažas ″ Ti-7.5Mo lenkimo modulis?
Jis yra 22% mažesnis nei Ti-15Mo, 47% mažesnis nei Ti-6Al-4V, 17% mažesnis nei Ti-13Nb-13Zr ir apie 40% mažesnis nei komerciškai grynas titanas.

Kl .: Kodėl molibdeno kiekis toks svarbus?
Kadangi lietojo lydinio kristalinė struktūra ir morfologija yra jam jautrūs: 6 masės % Mo suteikia smulkų smailią martensitinį ″, 7,5 masės % Mo dominuoja ″, o 10 masės % Mo ar daugiau lapų išlieka vienintelė pagrindinė fazė.

Kl.: Koks yra šio nuosavybės žemėlapio praktinis panaudojimas?
Tai leidžia lydinį suderinti su pritaikymu - ″ struktūra, kur reikalingas mažas modulis, ir struktūras, kuriose pageidaujamas didesnis kietumas.