Pembentukan & Deteksi Cacat Blok Putih Tengah pada Batangan Titanium TC11

Paduan titanium TC11 adalah paduan titanium seri-Ti-Al-Mo-Zr-Si bersuhu tinggi yang mampu bertahan lama-pada suhu 500 derajat . Ini memiliki kepadatan rendah, kekuatan spesifik tinggi, ketahanan panas dan mulur yang sangat baik, dan diterapkan secara luas pada komponen penahan beban inti untuk peralatan ruang angkasa. Dengan peningkatan peralatan luar angkasa, persyaratan yang lebih ketat telah diberlakukan pada stabilitas sifat mikrostruktur dan mekanik batangan titanium Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si. Cacat metalurgi internal akan mengurangi hasil produk jadi dan keamanan layanan.

 

 

1. Morfologi Makro

Balok-balok putih cerah memanjang terletak pada sumbu tengah batang. Pengetsaan memperlihatkan tepi kabur berwarna abu-abu-putih pucat, memisahkannya dari retakan dan inklusi. Lebarnya kurang dari 1 mm, cacat parah menembus jeruji dan memerlukan pengetsaan bagian untuk mendeteksinya.

 

2. Struktur Mikro dan Komposisi Kimia

Terhadap matriks + seragam, blok putih adalah wilayah yang kacau -kaya, -miskin. Pemisahan unsur menaikkan Ti dan mereduksi Al, Mo di dalam cacat, tanpa pori-pori. Cacat segregasi yang melekat ini sangat melemahkan sifat material.

 

 

1. Segregasi Aksial Primer yang Dihasilkan selama Peleburan Ingot

Selama peleburan kembali busur vakum paduan TC11, Mo dan Zr menunjukkan kapasitas difusi yang buruk. Komposisi kimia yang tidak merata timbul dari kecepatan peleburan yang cepat, parameter proses yang berfluktuasi, batching dan pencampuran yang tidak konsisten, dan kepadatan elektroda yang rendah. Selama pemadatan, titanium mengkristal terlebih dahulu, sedangkan elemen paduan dengan titik leleh-tinggi terakumulasi di inti ingot, membentuk paduan aksial-pita segregasi yang habis.

 

2. Cacat Segregasi Diperburuk oleh Penempaan dan Penggulungan yang Tidak Merata

Deformasi yang cukup hanya terjadi pada lapisan permukaan selama penempaan dan penggulungan, sedangkan inti mengalami deformasi yang tidak memadai, sehingga gagal menghomogenisasi segregasi yang melekat. Temperatur tinggi di inti menghasilkan butiran menjadi kasar dan menekan presipitasi fase -. Reduksi besar-besaran dan penempaan cepat pemisahan belang-belang memanjang menjadi struktur mikro putih cerah bergaris panjang di tengah batang.

 

3. Cacat Blok Putih Terang Distabilkan dengan Perlakuan Panas

Ketika suhu perlakuan panas mendekati atau melampaui -suhu transus, zona habis paduan inti-berubah sepenuhnya menjadi fase. Karena kandungan paduan yang tidak mencukupi, fasa tidak dapat mengendap selama pendinginan, hanya menyisakan struktur mikro tunggal yang kasar, yang membentuk blok putih terang yang terdiferensiasi dengan warna permanen dibandingkan dengan matriks + fasa ganda normal.

 

 

1. Etsa Metalografi Pembesaran-Rendah

Sampel dipoles dan digores untuk pengamatan visual langsung, yang secara jelas mencirikan morfologi dan ukuran balok putih cerah dan membedakannya dari cacat lainnya, sehingga menjadi dasar untuk penilaian cacat. Namun, metode pengambilan sampel destruktif ini memiliki efisiensi yang rendah dan tidak dapat mewujudkan pemeriksaan penuh; ini hanya berlaku untuk evaluasi pengambilan sampel dan verifikasi proses.

 

2. Pengujian Ultrasonik Pulsa Konvensional

Teknik pemeriksaan-penuh-yang tidak merusak dan cocok untuk produksi massal. Sensitivitasnya relatif rendah, menyebabkan seringnya deteksi blok kecil berwarna putih cerah sering terlewat. Selain itu, ia kesulitan membedakan segregasi dari porositas dan cacat lainnya, sehingga menghasilkan tingkat positif palsu yang tinggi, dan hanya digunakan untuk penyaringan awal.

 

3. Pengujian Array Bertahap Ultrasonik

Sinar akustik dapat memindai inti batang secara akurat dengan sensitivitas deteksi tinggi, mampu mengidentifikasi cacat mikro{0}}sekecil 0,8 mm. Teknologi ini mendukung penentuan posisi cacat, pengukuran kuantitatif, dan pencitraan 2D/3D dengan tingkat deteksi terlewat yang rendah, dan diadopsi secara luas untuk pemeriksaan menyeluruh pada material titanium dirgantara kelas atas. Kelemahannya meliputi biaya peralatan yang tinggi dan prosedur pemeriksaan yang rumit, namun secara bertahap menggantikan pengujian ultrasonik konvensional.

 

4. Karakterisasi Mikroskopis

Teknik ini terdiri dari metalografi pembesaran tinggi-, pemindaian mikroskop elektron (SEM), spektroskopi dispersif energi (EDS), dan pengujian kekerasan mikro. Hal ini memungkinkan analisis struktur mikro fase, segregasi unsur, dan kerusakan properti untuk memperjelas mekanisme pembentukan cacat. Sebagai metode pengujian destruktif, metode ini hanya digunakan untuk penelusuran cacat dan optimalisasi proses, dan tidak dapat digunakan untuk inspeksi batch.

 

 

• Proses Peleburan: Menerapkan pengelompokan dan pencampuran yang seragam, mengontrol kepadatan elektroda secara ketat, menstabilkan parameter peleburan dengan pengaturan kecepatan tersegmentasi untuk memperpanjang waktu difusi elemen titik leleh-tinggi, dan mengoptimalkan pendinginan ingot untuk mengurangi segregasi aksial pada sumbernya.
• Proses Pengerjaan Panas: Mengadopsi penempaan bertahap pada 980 derajat → 960 derajat → 950 derajat, mengalokasikan deformasi satu arah secara rasional untuk menembus inti sepenuhnya, menghancurkan struktur mikro yang terpisah, dan menghaluskan butiran.
• Proses Perlakuan Panas: Mengontrol suhu secara tepat untuk menghindari melebihi suhu transus, dan melakukan perlakuan panas tersegmentasi untuk mendorong pengendapan fase -yang seragam dan mengurangi struktur mikro dan komposisi yang tidak merata.
• Sistem Pengendalian Inspeksi: Membangun sistem inspeksi tiga-tingkat: inspeksi penuh melalui pengujian susunan bertahap ultrasonik, dipadukan dengan inspeksi pengambilan sampel metalografi-perbesaran rendah, dan analisis mikroskopis sampel yang rusak untuk membentuk manajemen-loop tertutup yang mencakup deteksi cacat dan penelusuran akar penyebab.

 

 

Ruihang, sebagai produsen langsung produk titanium, menyediakan bahan baku berkualitas optimal untuk produksi komponen presisi Anda. Jika Anda memiliki kebutuhan pembelian, jangan ragu untuk menghubungi kami melalui email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com