एयरोस्पेस जैसे क्षेत्रों में आवश्यक जटिल घटकों को संबोधित करने के लिए, पाउडर कास्टिंग प्रभावी ढंग से सटीक कास्टिंग में निहित तकनीकी चुनौतियों, जैसे संकोचन गुहाओं, सरंध्रता और संरचनागत पृथक्करण के साथ-साथ वेल्डिंग फोर्जिंग से जुड़ी कई समस्याओं को हल करती है। वर्तमान में, पाउडर धातु विज्ञान का उपयोग करके Ti2AlNb मिश्र धातुओं के उत्पादन में, हम गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (HIP) प्रक्रिया मापदंडों (समय, तापमान, दबाव), बाद के ताप उपचार और गर्म विरूपण प्रक्रियाओं, और पाउडर मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन और गठित घटकों के आयामों के अध्ययन पर ध्यान केंद्रित करते हैं। हमारी कंपनी ने प्लाज़्मा रोटेटिंग इलेक्ट्रोड प्रक्रिया (PREP) का उपयोग करके Ti2AlNb प्री {{4}मिश्र धातु पाउडर तैयार किया है और फिर पाउडर हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग प्रक्रिया के माध्यम से Ti2AlNb पाउडर मिश्र धातु का उत्पादन किया है।
Ti2AlNb पाउडर मिश्र धातु की तैयारी विधि: 250 μm से कम कण आकार वाले Ti2AlNb पूर्व {{2}मिश्र धातु पाउडर को वायुमंडलीय वातावरण में एक बेलनाकार कम {{4}कार्बन स्टील शीथ में लोड किया जाता है। संघनन, स्पॉट वेल्डिंग, वैक्यूम डीगैसिंग और सीलिंग वेल्डिंग के बाद, पाउडर धातुकर्म बिलेट्स प्राप्त करने के लिए, स्टील रिसर्च इंस्टीट्यूट हाओपू टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड के आरडी (जेड) -1-850 प्रकार के हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग फर्नेस में हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (एचआईपी) पूरा किया जाता है। गर्म आइसोस्टैटिक दबाने की प्रक्रिया: भट्ठी का तापमान 1030 डिग्री तक बढ़ाया जाता है, दबाव 140 एमपीए से अधिक होता है, धारण समय 2-4 घंटे होता है, और फिर भट्ठी को ठंडा किया जाता है। गर्मी उपचार प्रक्रिया: समाधान गर्मी उपचार की स्थिति 2 घंटे के लिए 980 डिग्री है, इसके बाद भट्टी को ठंडा किया जाता है, कमरे के तापमान पर 1 घंटे से कम समय नहीं होता है। उम्र बढ़ने की गर्मी उपचार की स्थिति 4 घंटे के लिए 890 डिग्री है, इसके बाद भट्टी को ठंडा किया जाता है, जिसमें कमरे के तापमान का समय 1 घंटे से कम नहीं होता है। गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के बाद, टाइटेनियम मिश्र धातु बंद प्ररित करनेवाला भागों को प्राप्त करने के लिए बाहरी आवरण और कोर को मशीनिंग और रासायनिक मिलिंग द्वारा हटा दिया जाता है। नीचे दिया गया चित्र प्रयोगात्मक बंद प्ररित करनेवाला आस्तीन और कोर के संयोजन संबंध और भौतिक छवि को दर्शाता है।
चित्र: असेंबली संबंध और ढंके हुए प्ररित करनेवाला आस्तीन कोर का भौतिक आरेख।
GB/T 228.2-2015 "धातु सामग्री, तन्यता परीक्षण-भाग 2: उच्च तापमान परीक्षण विधि" के अनुसार, CMT5305 इलेक्ट्रॉनिक यूनिवर्सल परीक्षण मशीन का उपयोग करके तन्य गुणों का 650 डिग्री पर परीक्षण किया गया; GB/T 2039-2012 "धातु सामग्री, एकअक्षीय तन्यता रेंगना परीक्षण विधि" के अनुसार, आरडी {{20} 100 माइक्रो - नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक रेंग परीक्षण मशीन का उपयोग करके रेंगने वाले जीवन का परीक्षण 650 डिग्री / 360 एमपीए पर किया गया था; तन्यता और रेंगना दोनों परीक्षणों के लिए नमूना आयाम 5 मिमी व्यास और 25 मिमी गेज लंबाई थे, कम से कम दो समानांतर नमूनों के साथ। Ti2AlNb पाउडर मिश्र धातु के नमूने, माउंटिंग और पॉलिशिंग के बाद, क्रोल अभिकर्मक (3% HF + 6% HNO 3 + 91% H2O, वॉल्यूम अंश) के साथ उकेरे गए थे, और SEM छवियां TESCAN MIRA4 फ़ील्ड उत्सर्जन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके प्राप्त की गई थीं। ईबीएसडी विश्लेषण एक इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन (ईबीएसडी) जांच से सुसज्जित थर्मो क्वात्रो एस-प्रकार एसईएम पर किया गया था, और डेटा प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर एचकेएल चैनल 5 था। गर्म आइसोस्टैटिक रूप से दबाए गए Ti2AlNb मिश्र धातु की सरंध्रता को VersaXRM-500 एक्स-रे माइक्रोकंप्यूटेड टोमोग्राफी (माइक्रो-सीटी) प्रणाली का उपयोग करके चित्रित किया गया था। पाउडर कॉम्पैक्ट का विश्लेषण क्षेत्र लगभग Φ1.9 मिमी × 2.2 मिमी था।
पाउडर धातुकर्म घटकों के निर्माण में, इनकैप्सुलेशन संरचना का डिज़ाइन महत्वपूर्ण है। एक उचित एनकैप्सुलेशन संरचना डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि पाउडर कॉम्पैक्ट के सभी हिस्से सघन हों और लगभग {{1}नेट{{2}आकार का निर्माण प्राप्त करें। पाउडर धातुकर्म मिश्र धातुओं के गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (एचआईपी) के लिए कंटेनर के रूप में, एनकैप्सुलेशन सीधे तैयार उत्पाद की धातुकर्म गुणवत्ता और आयामी उपस्थिति को प्रभावित करता है। व्यवहार में, एचआईपी सघनीकरण के दौरान प्रक्रिया मापदंडों में भिन्नता से सघनीकरण प्रक्रिया में अंतर हो सकता है। विशेष रूप से बड़े, जटिल घटकों का निर्माण करते समय, एनकैप्सुलेशन/मोल्ड संरचना आमतौर पर अपेक्षाकृत जटिल होती है, और सतह से पाउडर कॉम्पैक्ट के आंतरिक भाग तक घनत्व प्रक्रिया में अंतर अधिक स्पष्ट होते हैं, यहां तक कि "गैर -समान घनत्व" की घटना को भी प्रदर्शित करते हैं। यह घटना घटक के विभिन्न हिस्सों में असंगत घनत्व स्तर और सिकुड़न विरूपण की ओर ले जाती है, जिससे घटक के यांत्रिक गुणों पर असर पड़ता है। ईआईजीए पाउडर का उपयोग करके, विभिन्न प्रकार के Ti2AlNb पाउडर धातुकर्म घटकों को 1030 डिग्री / 140 एमपीए / 3 घंटे के एचआईपी शासन के तहत सफलतापूर्वक निर्मित किया गया था। परीक्षण से पता चला कि प्रमुख घटकों का आयामी विचलन 2% से कम था, और सतह की गुणवत्ता कास्ट मिश्र धातुओं की तुलना में बेहतर थी। एक परिमित तत्व सहायता प्राप्त एनकैप्सुलेशन संरचना डिज़ाइन को अपनाने से, सघनीकरण प्रक्रिया पूरी सघनीकरण निर्माण प्रक्रिया के दौरान एक समान हो जाती है, जिससे प्रभावी ढंग से "गैर{17}}समान घनत्व" की घटना से बचा जा सकता है और घटक के समग्र प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।
1) पीआरईपी विधि की तुलना में, ईआईजीए विधि द्वारा तैयार किए गए Ti2AlNb पूर्व -मिश्रित पाउडर में व्यापक कण आकार वितरण, उपग्रह क्षेत्रों की एक छोटी संख्या और एक उच्च नल घनत्व होता है।
(2) PREP पाउडर के गर्म आइसोस्टैटिक दबाव से बने Ti2AlNb मिश्र धातु की तुलना में, EIGA पाउडर के अनुरूप मिश्र धातु की उच्च तापमान शक्ति और रेंगने का जीवन थोड़ा कम हो जाता है, लेकिन माइक्रोस्ट्रक्चर की उच्च एकरूपता के कारण बढ़ाव बेहतर होता है। घटक तैयारी प्रक्रिया में, परिमित तत्व सिमुलेशन परिणाम बताते हैं कि ईआईजीए पाउडर द्वारा तैयार Ti2AlNb प्ररित करनेवाला में छोटा संकोचन होता है और जटिल घटकों के गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के लिए अधिक उपयुक्त होता है।
(3) एनकैप्सुलेशन के डिजाइन में सहायता के लिए परिमित तत्व सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, जटिल Ti2AlNb पाउडर धातु विज्ञान घटकों को EIGA प्री -मिश्र धातु पाउडर का उपयोग करके सफलतापूर्वक तैयार किया गया था। घटकों में उच्च आयामी और सतह सटीकता है और कोई धातु संबंधी दोष नहीं है।
