بررسي وقوع استحاله فازي در آلياژ Ti-6242 و تعيين دماي استحاله آن

Study the phase transformation of Ti-6242 alloy and Determination the beta-transus temperature

هدف از پژوهش حاضر تعیین دمای استحاله‌ی دو آلیاژ Ti-6242 و بررسی تأثیر مقادیر مختلف عناصر بر پایداری فازهای آلفا و بتا با استفاده از بررسی‌های ریزساختاری و آزمایش پیچش گرم است. تعیین دمای استحاله‌ی بتا نقش مهمی در طراحی دقیق عملیات ترمومكانیكی و عملیات حرارتی در آلیاژهای تیتانیم دارد و از این‌رو عامل تأثیرگذاری بر خواص مكانیكی آلیاژهای دوفازی تیتانیم می‌باشد. برای این منظور، آزمایش پیچش گرم با نرخ كرنش s-1 001/0 در بازه‌ی دمایی ˚C960 تا ˚C1090 و نرخ سرمایش ˚C/s5/0 انجام شد. هم‌چنین بررسی‌های متالوگرافی با هدف تعیین دمای جوانه‌زنی فاز آلفای مرزدانه‌ای و مشاهده‌ی تحولات ریزساختاری حین استحاله‌ی فازی روی نمونه‌های عملیات حرارتی شده در بازه‌ی دمایی °C980 تا °C1020 به مدت 40 دقیقه و كوئنچ در آب، صورت گرفت. بررسی‌ها نشان داد كه با افزایش 10 درصدی Aleq/Moeq ، دمای استحاله‌ی بتا در آلیاژ Ti-6242 به میزان حدود °C5 افزایش می‌یابد. به این ترتیب، دمای استحاله‌ی این دو آلیاژ بین °C1000 تا °C1010 تخمین زده شد. هم‌چنین دمای استحاله حاصل از آزمایش پیچش گرم دارای انحرافی حدود °C10 با نتایج حاصل از متالوگرافی است كه این اختلاف ناشی از وقوع استحاله تسریع شده به دلیل اعمال كرنش است.

The aim of this research is to determine the beta transus temperature of two Ti-6242 alloys and to study the effect of different amount of alloying elements on alpha and beta phase stabilization by microstructural observation and hot torsion test. Determination of beta transus temperature has an important influence on designing thermomechanical and heat treatment cycles of titanium alloys. Hence, this is an effective parameter to control mechanical properties of two phase titanium alloys. In this regard, hot torsion tests were performed at temperature range of 960 °C to 1090 °C using the strain rate of 0.001 s-1 by cooling with the rate of 0.5 °C/s. besides, in order to deduce the temperature of grain boundary alpha phase nucleation and microstructural evolution, the specimens were heat treated at temperature range of 980 °C to 1020 °C for 40 minute and water quenched. It was found that, 10 % increase in Aleq/Moeq ratio, makes a 5 °C increase in beta transus temperature of the Ti-6242 alloy. Accordingly, this temperature was estimated in the temperature range of 1000 °C to 1010 °C for these alloys. Furthermore, there is a 10 °C deviation in the hot torsion test results and microstructural analysis, which is attributed to dynamic strain-induced transformation phenomenon.