تحولات زير ساختاري آلياژ Ti-6AL-4V در حين تغيير شكل گرم

Microstructural Evaluation of Ti-6AL-4V Alloy during Hot Deformation

در تحقيق حاضر با اعمال سيكلهاي ترمومكانيكي، رفتار تغيير شكل گرم آلياژ Ti-6Al-4V مورد مطالعه و بررسي قرار گرفت. ابتدا با استفاده از آزمايشهاي ديلاتومتري دماهاي انجام استحاله به‌دست آمد و سپس سيكلهاي ترمو مكانيكي مختلف طراحي و مورد استفاده قرار گرفت. در اين رابطه ابتدا آلياژ در ناحيه تك فازي همگن شد و سپس نمونه ها تا دماي معين سرد و آزمايش فشار گرم روي آنها انجام شد. سرعت سرد شدن تا دماي آزمايش فشار گرم به نحوي انتخاب شد كه قبل از شروع تغيير شكل هيچ‌گونه استحاله‌اي در آلياژ صورت نگيرد. آزمايشهاي فشار گرم در گستره دمايي 850 الي ( °C) 1050 ، با نرخ كرنش‌هاي 3-10 ،2-10و (( s-11-10 با ميزان كرنش 0/55 انجام گرفت. بر اساس نتايج اين آزمايشها مقدار انرژي فعال سازي تغييرشكل در منطقه دو فازي برابر (KJmol-1 ) 840 به‌دست آمد كه در انطباق با يافته‌هاي ساير محققان است. اين پژوهش همچنين نشان داد كه نمونه هايي كه دردماي نزديك به دماي استحاله تك فازي به دوفازي تغيير شكل مي يابند داراي ريز ساختار آلفاي كروي در زمينه بتا هستند و از طرف ديگر بعضي از لايه‌هاي فاز آلفا كه از قبل وجود داشته نيز درشت مي‌شوند.

Among the titanium alloys, Ti-6Al-4V is the most widely used. In the present work, the uniaxial hot compressive behavior of Ti-6Al-4V has been investigated under constant strain rates. A series of dilatometery experiments were carried out to determine the transformation temperatures at different cooling rates. Specimens were homogenized at 1050 °C for 10 minutes followed by fast cooling to different straining temperatures from 1050 to 850°C. The cooling rate was chosen fast enough to prevent high temperature transformation during cooling. A series of isothermal compression tests were conducted at different temperatures of 850, 900, 950, 1000, 1050°C at constant true strain rates of 0.1, 0.01 and 0.001 s-1, respectively. Samples were uniaxialy compressed to a true strain of 0.55 followed by water quenching to room temperature. The apparent activation energy for compression in two phase regions was calculated at 840 KJmol-1. The partial globularization of a-phase was observed in the specimens deformed at low strain rates and at temperatures near the transformation zone followed by annealing.