Yuqori haroratli titanium qotishmalarining oksidlanish harakati
Aviamotorlar yuqori haroratlarda ishlaganligi sababli, yuqori haroratli titanium qotishma komponentlari oksidlanish korroziyasiga bardosh beradi. Titan qotishmalarining yuqori haroratli mexanik xususiyatlari, shuningdek, ularning oksidlanish korroziyasiga qarshi turish qobiliyati bilan cheklangan. Titan qotishmalarining oksidlanishi sirtda oksidli plyonka hosil qiladi, bu metallning ichki qismini tashqi muhitdan ajratib turadi. Xususiyatlari nisbatan barqaror va keyinchalik oksidlanmaydi. Biroq, harorat oshishi bilan sirt oksidi plyonkasi tsiklik ravishda tozalanadi. Titan qotishmalari yuqori haroratlarda qo'llanilganda, oksidlanish va korroziya ta'siri tufayli ularning yuqori haroratli mexanik xususiyatlari kamayadi.
500 darajadan 750 darajagacha bo'lgan haroratlarda yuqori haroratli titanium qotishmalarining oksidlanish harakati o'rganildi. Yuqori haroratli titanium qotishmalarining oksidlanish tezligiga harorat katta ta'sir ko'rsatishi ko'rsatilgan. Oksidlanishning dastlabki bosqichlarida oksidlanish vaznining ortishi chiziqli ravishda o'zgaradi va oksid qatlami ortishi bilan kimyoviy reaksiya tezligi pasayadi, parabolik shaklda og'irlik ortadi va oksid plyonkasi TiO2 dan tashqari Al2O3 dan iborat. Zeng Shangwu va boshqalar. TC4 titanium qotishmasining yuqori haroratli oksidlanish harakati o'rganildi. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, TC4 650 daraja haroratda oksid plyonkasida tsiklik oksidlanish paytida saqlanib qolishi mumkin, ammo yuqori haroratlarda yorilib ketishi mumkin.
Hozirgi vaqtda yuqori haroratli titanium qotishmalarining oksidlanish qarshiligini yaxshilashning ko'plab usullari mavjud, masalan, turli xil yangi titanium qotishmalarini yaratish uchun sof titanga boshqa qotishma elementlarni qo'shish. Agar alyuminiy qo'shilsa, titanium qotishmasini oksidlovchi korroziyadan himoya qilish uchun zich oksidli plyonka hosil bo'ladi va shu bilan titanium qotishmasining yuqori haroratli oksidlanish qarshiligini yaxshilaydi. Bundan tashqari, kremniy va xrom ham oksid plyonkalarini hosil qilishi mumkin. Biroq, haddan tashqari qotishma materialning jismoniy xususiyatlariga ham ta'sir qiladi. Yuqori haroratli titanium qotishmalarining oksidlanish qarshiligini yaxshilash bilan birga, yuqori haroratli titanium qotishmalarining boshqa yuqori haroratli mexanik xususiyatlari ham ta'sir qilishi mumkin, bu ularni aerokosmik dvigatellarda yaxshi ishlatishga qodir emas. Shu sababli, qotishma elementlarni qanday qilib oqilona qo'shish hali ham davomli tadqiqotlarni talab qiladi.
Yana bir usul - titanium qotishmasining sirtini yuqori haroratli oksidlanishga qarshilik ko'rsatadigan materiallar bilan to'ldirishdir. Masalan, TC4 yuqori haroratli titanium qotishmasining sirtini aluminizatsiya qilish uning yuqori haroratli oksidlanish qarshiligini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Bundan tashqari, oldindan oksidlanish kabi usullar ham mavjud. Antioksidant qobiliyatini oshirishi mumkin. Biroq, har bir usul hozirda ma'lum cheklovlarga ega va yuqori haroratli titanium qotishmalarining yuqori haroratli mexanik xususiyatlarini ta'minlash uchun turli xil oksidlanishga qarshi chora-tadbirlarni har tomonlama qo'llash kerak.
Yuqori haroratli titanium qotishmalarining charchoq xususiyatlari
Aviamotorlarda tuzilmalar yoki qismlar asosan o'zgaruvchan yuklarga duchor bo'ladi va charchoqning buzilishi asosiy nosozlik rejimidir. Chjan Yajuan va boshqalar. Ti-6Al-4V titanium qotishmasining charchoq yoriqlari oʻsishi xususiyatlarini oʻrganish boʻyicha tajribalar oʻtkazdi. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, stress nisbati oshgani sayin, charchoq yorilishi o'sish chegarasi pasayadi va stress intensivligi omili doimiy bo'lganda, yoriq o'sish tezligi stress nisbati bilan bog'liq. ijobiy korrelyatsiyaga aylanadi. Charchoqning SN egri chizig'i taxminan 107 marta burilish nuqtasini ko'rsatadi. Yoriqlar sirtda yoki er ostida boshlanadi. Shu bilan birga, yuqori harorat yoriqlarning kengayishiga yordam beradi.
Titan qotishmalarining charchoq etishmovchiligi vaqti-vaqti bilan sodir bo'ladi va ularning charchoq xususiyatlarini yaxshilash uchun ba'zi charchoqqa qarshi choralar ko'rish kerak. Shot peening texnologiyasi hozirda qismlarning charchoq ko'rsatkichlarini yaxshilash uchun keng qo'llaniladigan usuldir. Ushbu usulning printsipi, asosan, tashqi yukning ta'sirini qisman bartaraf etish uchun namunaning yuzasida qoldiq siqish kuchlanishini hosil qilish va shu bilan qismning charchoq ko'rsatkichlarini yaxshilashdir. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, o'q bilan ishlov berilgan materiallarning charchoq chegarasi 34% dan ko'proqqa ko'paytirilishi mumkin va shot peening charchoq ishini yaxshilashga juda muhim ta'sir ko'rsatadi. O'q otishdan tashqari, ekstruziyani mustahkamlash va ion implantatsiyasi ham titanium qotishmalarining charchoq xususiyatlarini yaxshilash usullaridir.
Yuqori haroratli titanium qotishmalarining emirilish xususiyatlari
Aerodinamiklarning tarkibiy qismlari yuqori haroratlarda ishlaganligi sababli, siljish samolyotlarning xizmat qilish muddati va xavfsizlik ko'rsatkichlariga katta ta'sir ko'rsatadi. O'rmalanish odatda yuqori harorat va barqaror yuk ostida materiallarning sekin, tiklanmaydigan deformatsiyasini anglatadi.
Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, dislokatsiya sirpanishi va ko'tarilishi ma'lum bir harorat va kuchlanish oralig'ida TA15 qotishmasining emirilish deformatsiyasi jarayonida muhim rol o'ynaydi va dislokatsiya ko'tarilishi 550 darajadan yuqori rol o'ynaydi. Stress, vaqt, harorat, qotishma elementlari, mikro tuzilma va boshqalar yuqori haroratli titanium qotishmalarining o'rmalash harakatida ma'lum rol o'ynaydi. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, sinov kuchlanishi kuchayishi bilan sudralma jarayonining barqaror holatga kelishi uchun zarur bo'lgan vaqt qisqaradi va barqaror holatda sudralma tezligi tezroq bo'ladi. Sug'orish bo'yicha tadqiqotlar sudraluvchi charchoqning o'zaro ta'siri bilan birgalikda amalga oshirilishi kerak, chunki dvigatellarning tarkibiy qismlarining ishdan chiqishi ko'pincha ikkalasining birgalikdagi ta'sirida sodir bo'ladi.
