Pengaruh suhu penuaan pada batang tempa paduan titanium Ti-6AL-7Nb

Paduan titanium Ti-6AL-7Nb banyak digunakan dalam industri dirgantara, medis, dan kimia karena sifat mekaniknya yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi, dan biokompatibilitas. Penuaan merupakan proses penting untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan paduan Ti-6AL-7Nb. Temperatur penuaan mempunyai pengaruh yang besar terhadap struktur mikro dan sifat mekanik paduan. Penelitian ini mempelajari pengaruh suhu penuaan terhadap struktur mikro dan sifat batang tempa paduan titanium Ti-6AL-7Nb.

prosedur percobaan
Penuaan tumor: Setelah perlakuan penuaan suhu tinggi pada paduan titanium Ti-6AL-7Nb, fase endapan di dalam butiran akan berubah, yang dapat menyebabkan pertumbuhan butiran dan peningkatan kepadatan dislokasi. Perubahan ini menyebabkan tumor penuaan, yang meningkatkan kekakuan dan kekuatan material.
Pertumbuhan butiran: Penuaan suhu tinggi dapat menyebabkan pertumbuhan butiran, yang mungkin berdampak pada sifat mekanik material. Butir yang membesar dapat menyebabkan penurunan sifat mekanik material, namun dalam beberapa kasus juga dapat meningkatkan kekuatan material.

Transformasi fasa: Beberapa fasa yang diendapkan dalam paduan titanium Ti-6AL-7Nb mungkin mengalami transformasi fasa selama penuaan suhu tinggi. Perubahan fasa ini dapat menyebabkan perubahan struktur kisi kristal, sehingga mempengaruhi sifat material.
Ketahanan korosi: Ketahanan korosi paduan titanium Ti-6AL-7Nb mungkin dipengaruhi oleh suhu penuaan. Beberapa perlakuan penuaan dapat menyebabkan distribusi unsur-unsur tertentu dalam paduan berubah pada batas butir, sehingga mempengaruhi ketahanannya terhadap korosi.
Stabilitas termal: Stabilitas termal paduan titanium Ti-6AL-7Nb juga dapat dipengaruhi oleh suhu penuaan. Perlakuan penuaan yang tepat dapat meningkatkan stabilitas paduan di lingkungan bersuhu tinggi.
Batang paduan Ti-6AL-7Nb ditempa pada suhu 950 derajat dengan tingkat reduksi 60%. Batangan yang ditempa kemudian dibagi menjadi tiga kelompok dan mengalami suhu penuaan yang berbeda masing-masing 500 derajat, 550 derajat dan 600 derajat selama 2 jam. Struktur mikro dan sifat mekanik sampel dikarakterisasi dengan mikroskop optik, difraksi sinar-X dan pengujian tarik.
hasil dan Diskusi
Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur paduan Ti-6AL-7Nb setelah ditempa terdiri dari fase equiaxed dan fase flaky+. Setelah penuaan, partikel fase menjadi kasar dan fase terkelupas + berubah menjadi fase ekuaks. Semakin tinggi suhu penuaan, semakin jelas pengkasaran partikel fase-dan transformasi fase + terkelupas. Selain itu, analisis XRD menunjukkan bahwa dengan meningkatnya suhu penuaan, intensitas puncak (002) menurun dan intensitas puncak (200) meningkat, menunjukkan bahwa dengan meningkatnya suhu penuaan, kandungan fasa menurun dan kandungan fasa. fase meningkat dengan suhu.
Uji tarik menunjukkan bahwa dengan meningkatnya suhu penuaan, kekuatan tarik akhir (UTS) dan kekuatan luluh (YS) sampel meningkat, sedangkan keuletannya menurun. UTS dan YS dari sampel berusia 600 derajat mencapai nilai maksimum masing-masing 1370 MPa dan 1260 MPa, yaitu 36% dan 25% lebih tinggi dibandingkan sampel berusia 500 derajat. Namun, seiring dengan peningkatan suhu penuaan, perpanjangan menurun dari 12,5% menjadi 4,3%, yang menunjukkan bahwa plastisitas paduan menurun dengan meningkatnya suhu penuaan.
Kesimpulannya
Singkatnya, suhu penuaan memiliki dampak yang signifikan terhadap struktur dan sifat batang tempa paduan titanium Ti-6AL-7Nb. Peningkatan suhu penuaan mengakibatkan partikel fasa menjadi kasar, transformasi fasa pipih +, penurunan kandungan fasa, dan peningkatan kandungan fasa. Selain itu, dengan meningkatnya suhu penuaan, UTS dan YS sampel meningkat, sedangkan perpanjangan menurun. Hasil penelitian memberikan panduan yang berguna untuk optimalisasi proses penuaan paduan titanium Ti-6AL-7Nb.