تشكيل واكتشاف عيوب الكتلة البيضاء المركزية في قضبان التيتانيوم TC11

سبائك التيتانيوم TC11 عبارة عن سبيكة تيتانيوم من سلسلة -Ti-Al-Mo-Zr-Si ذات درجة حرارة عالية قادرة على الخدمة على المدى الطويل عند 500 درجة. إنه يتميز بكثافة منخفضة، وقوة نوعية عالية، ومقاومة ممتازة للحرارة ومقاومة الزحف، ويتم تطبيقه على نطاق واسع في مكونات محمل الحمل الأساسي- لمعدات الفضاء الجوي. مع ترقية معدات الطيران، تم فرض متطلبات أكثر صرامة على استقرار الخصائص الميكانيكية والهيكلية الدقيقة لقضبان التيتانيوم Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si. ستؤدي العيوب المعدنية الداخلية إلى تقليل إنتاجية المنتج النهائي وسلامة الخدمة.

 

 

1. التشكل الكلي

تقع كتل بيضاء ناصعة ممدودة على محاور مركزية للشريط. يكشف النقش عن حوافها الرمادية الباهتة-البيضاء الغامضة، مما يفصلها عن الشقوق والشوائب. عرضها أقل من 1 ملم، وهي عيوب خطيرة تمر عبر القضبان وتتطلب حفرًا مقطعيًا للكشف عنها.

 

2. البنية المجهرية والتركيب الكيميائي

في مقابل المصفوفة الموحدة +، تكون الكتل البيضاء عبارة عن مناطق فوضوية -غنية وفقيرة -. يؤدي فصل العناصر إلى رفع Ti وتقليل Al وMo داخل العيوب، بدون مسام. هذا الخلل المتأصل في الفصل يضعف خصائص المواد بشكل كبير.

 

 

1. الفصل المحوري الأولي الناتج أثناء ذوبان السبائك

أثناء إعادة صهر القوس الفراغي لسبائك TC11، يُظهر Mo وZr قدرة انتشار ضعيفة. ينشأ التركيب الكيميائي غير المتساوي من سرعة الذوبان السريعة، وتقلب معلمات العملية، والخلط والخلط غير المتناسقين، وانخفاض كثافة القطب. أثناء عملية التصلب، يتبلور التيتانيوم أولاً، في حين تتراكم عناصر السبائك ذات نقطة الانصهار العالية-في قلب السبيكة، لتشكل سبيكة محورية-نطاق فصل مستنفد.

 

2. تضخيم عيوب الفصل عن طريق التزوير والدرفلة غير المتساوية

يحدث التشوه الكافي فقط على الطبقة السطحية أثناء التزوير والدرفلة، بينما يخضع القلب لتشوه غير كافٍ، ويفشل في تجانس الفصل المتأصل. تؤدي درجة الحرارة المرتفعة في القلب إلى حبيبات خشنة وهطول طوري - مكبوت. يؤدي التخفيض الشديد والتزوير السريع إلى إطالة الفصل المنقط إلى هياكل مجهرية بيضاء ناصعة طويلة الشريط في مركز الشريط.

 

3. تثبيت عيوب الكتلة البيضاء الساطعة عن طريق المعالجة الحرارية

عندما تقترب درجة حرارة المعالجة الحرارية من -درجة حرارة النقل أو تتجاوزها، فإن المناطق المستنفدة للسبائك الأساسية- تتحول بالكامل إلى طور. نظرًا لعدم كفاية محتوى السبائك، لا يمكن أن يترسب الطور أثناء التبريد، مما يترك فقط بنى مجهرية مفردة خشنة، والتي تشكل لونًا دائمًا -كتل بيضاء ساطعة متمايزة مقابل الطور المزدوج العادي- + المصفوفة.

 

 

1. النقش الميتالوغرافي منخفض التكبير

يتم صقل العينات وحفرها للمراقبة البصرية المباشرة، والتي تميز بوضوح شكل وحجم الكتل البيضاء الساطعة وتميزها عن العيوب الأخرى، وتكون بمثابة الأساس لتصنيف العيوب. ومع ذلك، فإن طريقة أخذ العينات المدمرة هذه ذات كفاءة منخفضة ولا يمكنها تحقيق الفحص الكامل؛ فهو ينطبق فقط على تقييم العينات والتحقق من العملية.

 

2. اختبار النبض بالموجات فوق الصوتية التقليدية

أسلوب فحص كامل-غير مدمر-مناسب للإنتاج الضخم. حساسيتها منخفضة نسبيًا، مما يؤدي إلى عدم اكتشاف كتل بيضاء صغيرة ناصعة بشكل متكرر. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يكافح من أجل التمييز بين الفصل عن المسامية والعيوب الأخرى، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات الإيجابية الكاذبة، ويستخدم فقط للفحص الأولي.

 

3. اختبار المصفوفة المرحلية بالموجات فوق الصوتية

يستطيع الشعاع الصوتي مسح قلب الشريط بدقة مع حساسية اكتشاف عالية، وقادر على تحديد العيوب- الدقيقة التي يصل حجمها إلى 0.8 مم. وهو يدعم تحديد موضع العيوب، والقياس الكمي، والتصوير ثنائي/ثلاثي الأبعاد مع انخفاض معدلات الكشف المفقودة، ويتم اعتماده على نطاق واسع للفحص الكامل لمواد التيتانيوم الفضائية عالية الجودة. وتشمل عيوبه ارتفاع تكلفة المعدات وإجراءات التفتيش المعقدة، ومع ذلك فإنه يحل تدريجياً محل اختبارات الموجات فوق الصوتية التقليدية.

 

4. التوصيف المجهري

تشتمل هذه التقنية على -علم المعادن عالي التكبير، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، والتحليل الطيفي المشتت للطاقة (EDS)، واختبار الصلابة الدقيقة. فهو يتيح تحليل البنية المجهرية للطور، وفصل العناصر، وتدهور الممتلكات لتوضيح آليات تكوين الخلل. وباعتبارها طريقة اختبار مدمر، يتم استخدامها فقط لتتبع العيوب وتحسين العملية، ولا يمكن نشرها لفحص الدُفعات.

 

 

• عملية الذوبان: تنفيذ عمليات خلط وخلط موحدة، والتحكم بشكل صارم في كثافة القطب الكهربائي، وتثبيت معلمات الذوبان من خلال تنظيم السرعة المجزأة لتمديد وقت نشر العناصر ذات نقاط -الانصهار- العالية، وتحسين تبريد السبائك لتقليل الفصل المحوري عند المصدر.
• عملية العمل الساخنة: اعتماد الحدادة المتدرجة عند 980 درجة → 960 درجة → 950 درجة، وتخصيص تشوه التمرير الفردي - بشكل عقلاني لاختراق القلب بالكامل وكسر الهياكل المجهرية المنفصلة وصقل الحبوب.
• عملية المعالجة الحرارية: تحكم بدقة في درجة الحرارة لتجنب تجاوز -درجة حرارة النقل، وإجراء معالجة حرارية مجزأة لتعزيز الطور الموحد - وتخفيف البنية المجهرية والتركيبة غير المتساوية.
• نظام مراقبة التفتيش: Establish a three-level inspection system: full inspection via ultrasonic phased array testing, paired with low-magnification metallographic sampling inspection, and microscopic analysis of defective samples to form a closed-loop management covering defect detection and root cause tracing.

 

 

Ruihang، باعتبارها الشركة المصنعة المباشرة لمنتجات التيتانيوم، توفر المواد الخام ذات الجودة المثلى لإنتاج المكونات الدقيقة الخاصة بك. إذا كان لديك أي احتياجات شراء، فلا تتردد في الاتصال بنا عبر البريد الإلكتروني:Sam.Rui@bjrh-titanium.com