Qhov Kev Ua Haujlwm Txias Li Cas (5% Vs . 20% Txo) Ntawm Titanium Heater Tube Ua ntej Annealing Hloov Cov Recrystallized Grain Size Thiab Cov Kev Ua Phem Tom Ntej Rau Cov Cua Sov Ua Ntej Ua Ntej Hauv Cua Ntawm 300 degree?
Tso lus
Hauv kev tsim cov titanium rhaub cov raj, cov duab kos txias txo cov ntoo khaub lig-sectional cheeb tsam los ntawm ib feem pua ua ntej qhov kawg annealing. Qib ua haujlwm txias txiav txim siab tsav tsheb rau recrystallization thaum lub sij hawm annealing. Kev ua haujlwm txias qis ntawm 5% ua cov nplej loj recrystallized ntawm ASTM 4-5 (inch 80-120 µm). Kev ua haujlwm txias txias ntawm 20% ua rau cov nplej zoo recrystallized ntawm ASTM 8-10 (inch 11-22 µm). Nyob rau hauv huab cua ntawm 300 degree, qhov zoo{16}}cov khoom nplej muaj 3-5 npaug ntau dua tiv thaiv thermal qaug zog tawg vim tias cov nplej me me muab cov qoob loo ntau thaj tsam kom haum rau cyclic thermal strain thiab tiv thaiv tawg tawm.
Mechanism of Grain Size Influence on Thermal Fatigue Resistance
Thaum lub sij hawm thermal cycling ntawm 300 degree, titanium raj nthuav dav thiab sib cog lus. Lub cyclic strain yog accommodated los ntawm plam thiab grain ciam swb. Fine- cov khoom nplej muaj ntau qhov ciam teb ntawm ib chav tsev ntim, tso cai rau kev faib tawm ntau tus sib npaug. Kev pib tawg tshwm sim ntawm cov hlua khi thiab cov ciam teb; Cov nplej nplua nuj txo qhov ncua sij hawm thiab qhov kev ntxhov siab ntawm cov qoob loo. Qhov qaug zog tawg qhov kev loj hlob raws li da/dN ∝ d^0.5, qhov twg d yog grain loj. Ib nrab ntawm txoj kab uas hla ntawm cov nplej txo qhov tawg ntawm kev loj hlob ntawm 30%. Tsis tas li ntawd, cov nplej nplua nuj muab ntau yam teeb meem rau kev tawg ntho, yuam cov kab nrib pleb hloov kev taw qhia thiab dissipate zog.
Quantitative Recrystallized Grain Size raws li Kev Ua Haujlwm Txias Ua Haujlwm
Tswj annealing ntawm Qib 2 titanium raj ntawm 700℃rau 30 feeb, tom qab sib txawv ua hauj lwm txias, tau tsim cov nram qab no recrystallized grain ntau thiab tsawg. Ntawm 5% kev ua haujlwm txias, qhov loj ntawm cov nplej recrystallized yog ASTM 3-5 (inch 50-125 µm), thiab hardness tom qab annealing yog 160-180 HV. Ntawm 10% kev ua haujlwm txias, cov nplej loj yog ASTM 5-7 (32-64 µm), thiab hardness yog 170-190 HV. Ntawm 15% kev ua haujlwm txias, cov nplej loj yog ASTM 7-8 (22-45 µm), thiab hardness yog 180-200 HV. Ntawm 20% kev ua haujlwm txias, cov nplej loj yog ASTM 8-9 (16-32 µm), thiab hardness yog 190-210 HV. Ntawm 30% kev ua haujlwm txias, cov nplej loj yog ASTM 9-10 (11-22 µm), thiab hardness yog 200-220 HV. Ntawm 40% kev ua haujlwm txias, cov nplej loj yog ASTM 10-11 (8-16 µm), thiab hardness yog 210-230 HV.
Thermal Fatigue Lub neej ntawm 300℃raws li kev ua haujlwm ntawm cov nplej loj
Cyclic xeem nyob rau hauv huab cua ntawm 300℃nrog ib tug kub viav vias ntawm 250℃(50℃rau 300 degree) tshaj 10,000 cycles tau tsim cov nram qab no thermal qaug zog tawg qhov tob rau Qib 2 titanium. Rau ASTM grain loj 3-5 (5% kev ua haujlwm txias), qhov tob tob tom qab 10,000 cycles yog 150-300 µm, thiab lub neej qaug zog rau 1 hli tawg yog 30,000-50,000 cycles. Rau ASTM grain loj 5-7 (10% ua haujlwm txias), qhov tob tob yog 80-150 µm, thiab lub neej rau 1 hli yog 60,000-100,000 cycles. Rau ASTM grain loj 7-8 (15% ua haujlwm txias), qhov tob tob yog 40-80 µm, thiab lub neej mus rau 1 hli yog 120,000-200,000 cycles. Rau ASTM grain loj 8-9 (20% kev ua haujlwm txias), qhov tawg qhov tob yog 20-40 µm, thiab lub neej rau 1 hli yog 250,000-400,000 cycles. Rau ASTM grain loj 9-10 (30% kev ua haujlwm txias), qhov tawg qhov tob yog 10-20 µm, thiab lub neej mus rau 1 hli siab tshaj 500,000 cycles.
Kev Ua Haujlwm Txias thiab Cov Nroj Tsuag Xaiv Cov Lus Qhia rau 300℃Cua Pabcuam
Cov lus hauv qab no muab cov lus pom zoo rau qib ua haujlwm txias ua ntej thiab ua rau cov qoob loo loj rau titanium rhaub cov raj uas npaj rau kev pabcuam hauv huab cua ntawm 300 degree, raws li kev xav tau thermal mus thiab xav tau lub neej qaug zog.
| Cia siab rau Thermal Cycles dhau Kev Pabcuam Lub Neej | Desired Fatigue Life (mus txog 1 mm tawg) | Pom zoo ua ntej ua haujlwm txias (%) | Qhov Loj Loj (ASTM) | Cia siab Crack Qhov tob tom qab 10,000 cycles (µm) |
|---|---|---|---|---|
| <30,000 | >30,000 | 5 | 3–5 | 150–300 |
| 30,000–60,000 | >60,000 | 10 | 5–7 | 80–150 |
| 60,000–120,000 | >120,000 | 15 | 7–8 | 40–80 |
| 120,000–250,000 | >250,000 | 20 | 8–9 | 20–40 |
| >250,000 | >500,000 | 30 | 9–10 | 10–20 |
Engineering Beyond Cold Work Control
Qib titanium cuam tshuam rau tus cwj pwm recrystallization. Qib 7 recrystallizes ntawm qhov kub me ntsis dua Qib 2 vim yog palladium, tab sis qhov kawg ntawm cov nplej loj rau qib ua haujlwm txias zoo sib xws. Qib 5 (Ti-6Al-4V) tsis tag nrho recrystallize raws li cov xwm txheej no. Phab ntsa tuab tsis cuam tshuam ncaj qha rau qhov loj me tab sis cuam tshuam rau lub sijhawm tawg; phab ntsa 2.0 hli nrog 20 µm tawg muaj 98% ntawm nws phab ntsa. Lub annealing kub thiab lub sij hawm kuj muaj feem xyuam rau grain loj; kub dua los yog ntev dua coarsen nplej. Rau qhov siab tshaj plaws thermal qaug zog tiv thaiv, kev ua haujlwm txias siab tshaj 20% yog qhov zoo, tab sis kev ua haujlwm txias heev (siab dua 40%) tuaj yeem ua rau tawg thaum kos duab.
Ua ib qho kev qhia tshwj xeeb
Rau lub titanium rhaub tube ua haujlwm nyob rau hauv huab cua ntawm 300℃nrog thermal cycling tseem ceeb, qhia txog qhov ua haujlwm txias ua ntej ntawm 20-30% ua ntej annealing kawg. Yuav tsum tau qhov kawg recrystallized grain loj ntawm ASTM 8 los yog finer. Rau cov ntawv thov nrog tsawg dua 60,000 lub voj voog uas xav tau, 10-15% kev ua haujlwm txias tau txais. Rau kev caij tsheb kauj vab hnyav (ib hnub pib{11}} nres rau 10 xyoo, kwv yees li 3,650 lub voj voog), qhov sib txawv ntawm ASTM 5 thiab ASTM 8 yog qhov tsis txaus ntseeg, thiab kev ua haujlwm txias txias txaus. Rau cov ntawv thov tseem ceeb nrog kev caij tsheb kauj vab nrawm (ntau lub voj voog ib hnub), qhia 30% kev ua haujlwm txias thiab ASTM grain loj 9 lossis finer. Los ntawm kev tswj cov qib ua haujlwm txias ua ntej annealing, tus engineer tailors lub grain loj kom ua tau raws li qhov yuav tsum tau thermal qaug zog tiv thaiv ntawm 300℃.,
