ارزیابی تاثیر عملیات حرارتی بر تحولات ساختاری و خواص مکانیکی ترکیب بین فلزی ti-48al-2cr-2nb

هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر چرخه های متفاوت عملیات حرارتی بر تحولات ساختاری و خواص مکانیکی ترکیب بین فلزی ti-48al-2cr-2nb است. انجام عملیات حرارتی در دمای 1175 c به مدت 24 ساعت، سبب ایجاد ساختار دوگانه شامل دانه های γ به همراه کولونیهای لایه‏ ای فاز γ و 2α با میانگین اندازه دانه 1160 میکرومتر شد. انجام عملیات حرارتی در دمای 1400 c به مدت 30 دقیقه باعث ایجاد ساختار شبه لایه ای از همین فازها با اندازه دانه 1300 میکرومتر گردید. با افزایش زمان نگهداری به 60 دقیقه، ساختار کاملا لایه‏ ای با اندازه دانه 1120 میکرومتر ایجاد شد. کاهش اندازه دانه در زمان نگهداری بیشتر به تکمیل فرایند تبلور همراه با ایجاد کولونیهای جدید لایه ای و از بین رفتن دانه های گامای باقیمانده نسبت داده می‏شود. انجام عملیات حرارتی در دمای 1380c به مدت 45 دقیقه نیز سبب تشکیل ساختار کاملا لایه‌ای با اندازه دانه 950 میکرومتر شد، اما توزیع اندازه دانه در این حالت یکنواخت‏ تر از ساختار لایه ای تشکیل شده در دمای 1400 c بود. با افزایش کسر حجمی کولونی های لایه ای، سختی ترکیب افزایش یافت. سختی ساختار دوگانه برابر 282 ویکرز و ساختار شبه لایه ای برابر 320 ویکرز اندازه گیری شد. نتایج آزمایش گسیختگی تنشی نشان داد عمر گسیختگی ساختار لایه ای در دما و تنش ثابت 115 ساعت بوده است، درحالیکه عمر گسیختگی ساختار دوگانه 22 ساعت است. این اختلاف به فاصله اندک بین لایه ها و در نتیجه کاهش طول لغزش موثر نابجاییها و دوقلویی‏ها نسبت داده میشود.

evaluation of the effect of heat treatment on structural changes and mechanical properties of ti-48al-2cr-2nb intermetallic

the purpose of this research is to investigate the effect of different heat treatment cycles on structural changes and mechanical properties of ti-48al-2cr-2nb intermetallic compound. in this research, first, the produced ingot was homogenized in a vacuum at a temperature of 1175 degrees celsius for 24 hours. then samples of homogenized ingots were subjected to heat treatment in the temperature range of 1380 to 1400 degrees celsius for 30 to 60 minutes. heat treatment at 1175°c for 24 hours resulted in the formation of a duplex structure including γ grains along with colonies of γ and α2 layers with an average grain size of 1160 micrometers. heat treatment at 1400°c for 30 minutes created a near lamellar structure of γ and α2 phases with a grain size of 1300 micrometers. by increasing the time to 60 minutes, a fully lamellar structure with an average grain size of 1120 micrometers was created. the decrease in grain size with increasing the heat treatment time is mostly attributed to the completion of the recrystallization process along with the creation of new lamellar colonies and the destruction of the remaining gamma grains. heat treatment at a temperature of 1380 degrees celsius for 45 minutes resulted in the formation of a completely fully lamellar structure with a grain size of 950 micrometers, but the grain size distribution in this case is more uniform than the lamellar structure formed at a temperature of 1400 degrees. by increasing the volume fraction of layered colonies, the hardness of the alloy increased. the hardness of the duplex structure was measured as 282 vickers and the near lamellar structure was 320 vickers. the results of the stress rupture test showed that the creep rupture life of the lamellar structure (heat treated at 1380 degrees celsius for 45 minutes) at constant temperature and stress was 115 hours, while the life of the duplex structure (heat treated at a temperature of 1175 degrees celsius for 24 hours) was 22 hours. this difference is attributed to the small distance between the layers. the presence of layers reduces the effective slip length of dislocations and twins and increases the creep resistance.