Ti-1023 ٹائٹینیم راڈ کی خصوصیات اور ساخت

Ti-1023 ٹائٹینیم الائے بیٹا ٹائٹینیم کھوٹ کے قریب ایک اعلی قابل اعتماد، کم قیمت، اعلی طاقت، زیادہ سختی ہے۔ اس کی برائے نام ترکیب Ti-10V-2Fe-3Al. اس میں اعلی مخصوص طاقت، اچھی فریکچر سختی، بڑے بجھنے والے حصے، چھوٹے آئسوٹروپک بے ضابطگی، کم فورجنگ درجہ حرارت، اور مضبوط تناؤ سنکنرن مزاحمت کے فوائد ہیں۔ یہ اعلی وشوسنییتا اور کم مینوفیکچرنگ لاگت کی ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کرسکتا ہے، لہذا یہ ایرو اسپیس فیلڈ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

یہ مضمون ٹائی-1023 ملاوٹ کی سلاخوں کی تشکیل اور چھڑیوں کی میکروسکوپک، مائیکرو اسٹرکچر اور میکانیکل خصوصیات کی چھان بین کرکے، اور متوقع نتائج حاصل کرتا ہے۔

1. تجربہ

تجربے میں، {{0}}ایک درجے کے چھوٹے ذرہ اسفنج ٹائٹینیم اور ملٹی ایلیمنٹ ماسٹر الائے کو ایک ساتھ 2 t کے لیے کھلایا گیا، اور 65{{8} تیار کرنے کے لیے ویکیوم کنسم ایبل الیکٹرک آرک فرنس میں تین بار پگھلا کر استعمال کیا گیا۔ }} ملی میٹر Ti1023 ٹائٹینیم الائے انگوٹ۔ اہم جز (بڑے پیمانے پر حصہ، %) V ہے 9.0%~11.0%۔ ، Fe ہے 1.6%~2.2%، Al ہے 2.6%~3.4%، اور باقی Ti ہے، جو GJB1538 کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ سٹیل کے پنڈ کو رائزر، باٹمز اور آری بلیڈ میں کاٹ دینے کے بعد، محوری سر، درمیانی اور دم سے نمونے لیے جاتے ہیں (شکل 1) اور کراس سیکشن کی 9 بجے کی پوزیشن (شکل 2)، اور اجزاء کو بنیادی طور پر ایٹم ایمیشن سپیکٹرو میٹری کا استعمال کرتے ہوئے جانچا جاتا ہے۔ ملاوٹ کرنے والے عناصر (Al, V, Fe) اور دیگر ناپاک عناصر کا مواد۔

شکل 1 پنڈ کی طول بلد سطح پر نمونے لینے والے پوائنٹس کا اسکیمیٹک خاکہ

شکل 2 پنڈ کراس سیکشن کی 9 بجے کی پوزیشن پر نمونے لینے کا اسکیمیٹک خاکہ

Ti-1023 ٹائٹینیم الائے انگوٹ سے مناسب نمونے کاٹیں، اور میٹالوگرافک طریقے استعمال کریں تاکہ فیز/فیز کے ٹرانسفارمیشن ٹمپریچر کو 805~810 ڈگری کا تعین کریں۔ پورے پنڈ کو پروسیس کیا جاتا ہے اور "ہائی لو لو ہائی لو" عمل کے راستے کا استعمال کرتے ہوئے جعلی بنایا جاتا ہے۔ سنگل فیز ایریا (-فیز ایریا) میں اسٹیل بلٹ کو کھولنے کے لیے 45/50MN فاسٹ فورجنگ مشین کا استعمال کیا جاتا ہے، اور آخر کار اسے 160 ملی میٹر کی تیار شدہ بار میں جعل سازی کی جاتی ہے۔

GJB1538 معیار کے مطابق، 20 ملی میٹر موٹے نمونوں اور 80 ملی میٹر طویل نمونوں کو 160 ملی میٹر بار سے طولانی طور پر کاٹا گیا تھا، اور Ti-1023 ٹائٹینیم الائے بار کی ساخت اور مکینیکل خصوصیات کا تعین کرنے کے لیے مختلف کارکردگی کے ٹیسٹ کیے گئے تھے۔ 20 ملی میٹر موٹی نمونہ چپٹا ہونے کے بعد، R سٹیٹ، پوائنٹ (785 ڈگری × 1.5 h WC 530 ڈگری × 8 h AC) اور ٹھوس محلول ایجنگ (775 ڈگری × 1.5 h WC 540 ڈگری × 8 h AC) چیک کریں۔ ٹشو کو بڑا کریں، ٹشو مورفولوجی کا مشاہدہ کرنے اور میٹالوگرافک تصاویر لینے کے لیے ICX41M میٹالوگرافک مائکروسکوپ کا استعمال کریں۔ 80 ملی میٹر لمبی نمونہ کی چھڑی کو ایک مفل فرنس میں 775 ڈگری × 1.5 h WC اور 540 ڈگری × 8 h AC پر ہیٹ ٹریٹ کرنے کے بعد، H-5550K سیمی آٹومیٹک بینڈ آر کا استعمال ٹرانسورس اور طول بلد کو کاٹنے کے لیے کیا گیا تھا۔ D. /4 نمونہ بلاک پر نمونہ خالی جگہ۔ ، معیاری تقاضوں کے مطابق مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹ کے نمونوں میں پروسیس کیا جاتا ہے، اور کمرے کے درجہ حرارت کے ٹینسائل مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹ سے مشروط ہوتا ہے۔ ٹینسائل ٹیسٹ کی پیمائش CMT5205 ٹینسائل ٹیسٹنگ مشین پر کی گئی۔ ایک ہی وقت میں، تیار شدہ سلاخوں کو بھی رابطہ الٹراسونک غیر تباہ کن ٹیسٹنگ سے گزرنا پڑتا ہے.

2 نتائج اور تجزیہ

2.1 سٹیل کے انگوٹوں کی کیمیائی ساخت کا تجزیہ

مصنوعات کے نمونے لینے کی ضروریات کے مطابق، مختلف حصوں میں مصر دات کے اہم عناصر کے مواد کا پتہ لگانے کے لیے سٹیل کی انگوٹ کی سطح کے طولانی سر، درمیانی، دم اور کراس سیکشن پر 9 پوائنٹس پر نمونے لیے گئے۔ ٹیسٹ کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ گولی کی کیمیائی ساخت متعلقہ تکنیکی معیارات کے تقاضوں کو پورا کرتی ہے۔ خاص طور پر، طولانی سطح کے سر اور دم کی پوزیشنوں پر ناپاک عناصر (C, N, O, H) کے مواد کا پتہ لگانے کے نتائج تمام معیاری رینج کے تقاضوں کو پورا کرتے ہیں، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ پنڈ کی پاکیزگی بہت زیادہ ہے۔

شکل 3 انگوٹ کے مختلف حصوں میں مرکزی مرکب عناصر کی کیمیائی ساخت کا شماریاتی چارٹ ہے۔ سیمپلنگ پوائنٹ کے مقامات بیرونی گول سر کی طول بلد سطحیں ہیں، پنڈ کی درمیانی اور دم (پوائنٹس 1 سے 3)، اور سر، درمیانی اور دم کے تین کراس سیکشن (پوائنٹس 4 سے 30) . جیسا کہ شکل 3 سے دیکھا جا سکتا ہے، بیرونی سرکلر سطح پر اوپری، درمیانی اور نچلے پوائنٹس پر ماپا جانے والے اہم عناصر Al، V، اور Fe کی کیمیائی ساخت میں تھوڑا سا اتار چڑھاؤ آتا ہے۔ ال عنصر کا مواد 3.16% ~ 3.24% ہے۔ V عنصر کا مواد 9 ہے۔{11}}%۔ ~1{{20}}۔{25}}6%; فی عنصر کا مواد 1.77% ~ 1.89% ہے۔ Al اور V عنصر کا انحراف 0.2% سے زیادہ نہیں ہے، جس میں آسانی سے الگ کیے جانے والے عنصر Fe کا انحراف 0.12% سے زیادہ نہیں ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ پیدا شدہ پنڈ کی محوری کیمیائی ساخت یکساں ہے۔ ingot سر، درمیانی اور نیچے والے حصوں پر نو نکاتی کیمیکل کمپوزیشن ٹیسٹ معیاری تقاضوں کو پورا کرتا ہے۔ اہم عناصر Al اور V کا زیادہ سے زیادہ انحراف 0.13%~0.27% سے زیادہ نہیں ہے، اور آسانی سے الگ کیے جانے والے Fe عنصر کا انحراف 0.34% سے زیادہ نہیں ہے۔ مجموعی طور پر، پنڈ میں اچھی یکسانیت ہے اور تمام بنیادی اجزاء تکنیکی معیارات پر پورا اترتے ہیں۔

شکل 3 ٹائٹینیم الائے انگوٹ کی مختلف پوزیشنوں پر الائے ایلیمنٹ کمپوزیشن ڈایاگرام

سٹیل کے پگھلنے کے دوران ویکیوم قابل استعمال آرک پگھلنے کے عمل کے دوران، وہاں Fe، ایک ایسا عنصر ہوتا ہے جو علیحدگی کا شکار ہوتا ہے، اور سٹیل کے پگھلنے کے دوران ناہموار ساخت یا علیحدگی ہو سکتی ہے۔ ٹائٹینیم الائے فیز ڈایاگرام اور الائے سالڈیفیکیشن تھیوری کے مطابق، عام ٹھوس حالات کے تحت، 1 سے زیادہ یا اس کے مساوی علیحدگی کے گتانک والے مرکب عناصر الگ ہونے کا خطرہ نہیں رکھتے، جب تک کہ کھوٹ کے عناصر اور مدر الائے مکمل طور پر ہم آہنگ نہ ہو جائیں۔ عمل علیحدگی گتانک k < 1 عناصر کے ساتھ مرکب، یہاں تک کہ اگر مرکب پگھلی ہوئی حالت میں یکساں ہو، پھر بھی ٹھوس مرحلے کی ساخت اور ٹھوس مرحلے کی ساخت کے درمیان ایک ہی درجہ حرارت پر ایک ہی درجہ حرارت پر ایک خاص فرق موجود ہے۔ مائع مرحلے میں عنصر کا مواد ہمیشہ ٹھوس مرحلے میں اس سے زیادہ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے پنڈ آسانی سے درمیان اور سر میں الگ ہوجاتا ہے۔ جیسا کہ شکل 3 سے دیکھا جا سکتا ہے، فی عنصر کا مواد سیکشن کے سر کے مرکز کے نقطہ پر تھوڑا زیادہ ہے، اس کے بعد درمیان میں، اور آخر میں دم، جو اوپر کے تجزیے کے مطابق ہے۔

مجموعی طور پر، Ti-1023 ٹائٹینیم الائے 2t گریڈ پنڈ کے بنیادی مرکب عناصر کی کیمیائی ساخت یکساں طور پر تقسیم اور اچھی پاکیزگی کی ہے، یہ سب پنڈ کی تکنیکی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ یہ سمیلٹنگ کے عمل میں خام مال کے انتخاب اور پنڈ کاسٹنگ کی اہمیت کو بھی واضح کرتا ہے۔ عمل کا کنٹرول اور دیگر پہلو معقول اور قابل عمل ہیں۔

2.2 بار کی ساخت اور مورفولوجی تجزیہ

سطح کی سنکنرن کے لیے 160 ملی میٹر راڈ کے سر اور دم کی پوزیشن سے نمونے کو کاٹنے کے بعد Ti-1023 ٹائٹینیم الائے کی جعلی حالت (R ریاست) کی تصاویر۔

جیسا کہ شکل 4 سے دیکھا جا سکتا ہے، بار کا کم میگنیفیکیشن ڈھانچہ یکساں فزی کرسٹل ہے، اور اس میں کوئی میٹالرجیکل نقائص نہیں ہیں جیسے کہ علیحدگی اور شمولیت، اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ فورجنگ خالی جگہ نے کافی خرابی حاصل کر لی ہے۔ 4،500-ٹن فاسٹ فورجنگ مشین کے بڑے ٹنیج پریشر کو استعمال کرتے ہوئے، "ہائی-لو-ہائی-لو" پروسیس روٹ کو متعدد فائر فورجنگز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ کاسٹ اناج کو مکمل طور پر توڑنے کے لیے، ریورس فورجنگ بلٹ، اور بلٹ کی جعل سازی کو بہتر بنائیں۔ خصوصیات، چھڑی کی ساخت کو زیادہ یکساں بنانا۔ جعل سازی کا عمل اناج کی بہت سست نشوونما کی پروسیسنگ خصوصیات کا فائدہ اٹھاتا ہے جب قریب بیٹا الائے کا بیٹا میٹرکس دوبارہ ترتیب دینے کا عمل تیزی سے مکمل ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے دھات کے دانے بار بار ٹوٹ جاتے ہیں، ذیلی دانے ضم ہو جاتے ہیں اور بڑھتے ہیں، اور اناج کی حدود منتقل کرنے کے لیے، تاکہ بار کا حتمی ڈھانچہ یکساں ہو۔ ، جو یکساں ڈھانچے اور چھڑی کی اچھی کارکردگی کے لئے ایک اچھی بنیاد رکھتا ہے۔

شکل 4 مختلف پوزیشنوں پر φ160mmTi-1023 ٹائٹینیم الائے راڈ کی آر اسٹیٹ تصاویر: (a) سر؛ (b) دم

بار ٹیسٹ کے ٹکڑے پر اسپنڈل ہیڈ کی پوزیشن کے مطابق مختلف علاقوں (کنارے، D/4، مرکز) سے ٹرانسورس نمونے کاٹیں، اور حل کی عمر بڑھنے کے بعد گرمی کے علاج کے بعد R ریاست اور مائکرو اسٹرکچر کا مشاہدہ کریں۔ ، شکل 5 اور شکل 6 دیکھیں۔ جیسا کہ شکل 5 سے دیکھا جا سکتا ہے، چھڑی کا R-state microstructure میٹرکس پر مشتمل ہے اور میٹرکس پر یکساں، عمدہ، مساوی بنیادی مراحل تقسیم کیے گئے ہیں۔ پرائمری فیز کا اوسط سائز تقریباً 3.5 μm ہے، اور پرائمری فیز کا حجم کا حصہ 35% سے زیادہ ہے۔ شکل 6 سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ٹھوس حل عمر بڑھنے کے علاج کے بعد، مساوی دانے زیادہ واضح ہوتے ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ عمل کے پیرامیٹرز جیسے فورجنگ ڈیفارمیشن معقول ہیں۔

شکل 5 مختلف پوزیشنوں پر φ160mmTi-1023 ٹائٹینیم الائے راڈ کا R-state microstructure: (a) کنارے؛ (a) کنارے؛ (b) D/4؛ (c) مرکز

تصویر 6 Φ160mmTi-1023 ٹائٹینیم الائے راڈ کا مائیکرو سٹرکچر مختلف مقامات پر حل عمر کے علاج کے بعد: (a) کنارے؛ (a) کنارے؛ (b) D/4؛ (c) مرکز

2.3۔ بار پوائنٹ کا پتہ لگانے کے نتائج

Ti{{0}} ٹائٹینیم الائے میں Fe عنصر کی توازن کی تقسیم 0.3 ہے، جس میں الگ ہونے کا بہت زیادہ رجحان ہے۔ Ti-1023 ٹائٹینیم الائے میں پوائنٹس کی تشکیل کی بنیادی وجہ "Fe" مرکب مواد کی مقامی علیحدگی اور افزودگی ہے، جس کے نتیجے میں اس حصے کا فیز ٹرانسفارمیشن ٹمپریچر میٹرکس کے مقابلے میں کم ہوتا ہے، اس طرح یہ بنتا ہے۔ ایک ایسا مرحلہ جس میں بنیادی مرحلہ نہ ہو یا مرحلے کا مواد نسبتاً کم ہو۔ امیر Fe علاقہ۔ یہ نقطہ مصر کی پلاسٹکٹی اور کم سائیکل تھکاوٹ کی زندگی کو سنجیدگی سے متاثر کرے گا۔

ٹی بی 6 الائے انگوٹس کی ناہموار Fe ساخت ایک "فطری" عنصر ہے جو دھبوں کی تشکیل کا باعث بنتا ہے، جب کہ بعد میں گرمی کا علاج اور گرمی کے علاج کا عمل "حاصل شدہ" عوامل ہیں جو دھبوں کی تشکیل کو متاثر کرتے ہیں۔ GJB1538 میں گرمی کے علاج کے عمل کے مطابق، سلاخوں کی تیاری کے لیے 785 ڈگری × 1.5 h WC اور 530 ڈگری × 8 h AC کا انتخاب کیا گیا۔ چھڑی کے جسم کے مشاہدے سے پتہ چلتا ہے کہ چھڑی کے جسم کے میکروسکوپک شکل میں کوئی مقامی غیر معمولی بات نہیں تھی (شکل 7)؛ مائیکرو اسٹرکچر میں پرائمری فیز کا مواد تقریباً 15% تھا، جس نے GJB1538 کی معیاری ضرورت کو پورا کیا جو پرائمری فیز کا مواد 10% سے زیادہ تھا۔ جیسا کہ شکل 8 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ ظاہر کرتا ہے کہ سمیلٹنگ کے عمل اور جعل سازی کا عمل دھبوں کو کنٹرول کرنے پر ایک خاص خاص اثر ڈالتا ہے۔

شکل 8 Φ160mm Ti-1023 ٹائٹینیم الائے راڈ کا مائکرو اسٹرکچر: (a) کنارے؛ (b) D/4؛ (c) مرکز

یہ ٹیبل 1 سے واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے کہ چھڑی کی تمام خصوصیات متعلقہ اشارے کی ضروریات کو پورا کرتی ہیں۔ اس میں اعلی پلاسٹکٹی، یکساں ٹرانسورس اور طول بلد طاقت، اور پلاسٹکٹی میں معیاری قدر کے مقابلے میں ایک خاص مارجن ہے۔ یہ ظاہر کرتا ہے کہ مناسب ٹکنالوجی کا استعمال فورجنگ کے دوران نسبتاً کافی اخترتی کو حاصل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، تاکہ تمام سمتوں میں بار کی ساختی یکسانیت نسبتاً اچھی ہو اور فرق کم ہو۔

2.5 سلاخوں کی الٹراسونک جانچ

SonATEST 380M الٹراسونک فال ڈیٹیکٹر اور Olympus V109 پروب کا استعمال Φ160 mm Ti-1023 ٹائٹینیم الائے تیار شدہ سلاخوں پر الٹراسونک خامی کا پتہ لگانے کے لیے کیا گیا تھا۔ ویوفارم سے دیکھتے ہوئے، شور کی سطح 20٪ سے زیادہ نہیں ہے، شور یکساں ہے، اور کوئی واضح نقص سگنل نہیں ہیں۔ ، نیچے کی لہر کی تبدیلی کا طول و عرض 6 ڈی بی سے کم ہے، اور شور کی سطح آواز کے راستے کا نصف ہے؟ 1.2 –9 dB ~ –12 dB (شکل 9)، یہ بتاتا ہے کہ تیار شدہ راڈ GB/T5193-2007 معیار کی A1 سطح کی ضروریات کو پورا کر سکتی ہے۔ شکل 9 میں، abscissa گہرائی کی نمائندگی کرتا ہے، اور ordinate سگنل کی اونچائی کی نمائندگی کرتا ہے۔ مکمل اسکرین کا حساب 100% کے طور پر کیا جاتا ہے۔