Superplastiklik bazı polikristal malzemeler tarafından sergilenen olağanüstü bir özelliktir, aşırı çekme işlemine izin vermek için kullanılır - bazen% 200'ün üzerinde yoğunlaşır veya metal veya alaşımın yüksek sıcaklıklarda ve özel bir mikroyapıda meydana gelen, özellikle de ultrafinesli bir ısıtıcı (SPF) bu tür gelişmiş bir ısıtımı artırmak için kullanılan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek tedavilerde ve biyomedikal endüstrilerde kullanılan bir mikroyapıda süperplastiklik sağlar.

Superplastikityity Anlayışı

Superplastik deformasyon temel olarak geleneksel plastikten farklıdır. Sıradan metallerde, deformasyon, kontraksiyon hareketi ile karşılanır ve olaylı boyunlama gibi sertleştirme ve olaysızlanma ilerlenir. Superplastikity, aksine, tahıl sınır kayması (GBS) üzerinde baskın deformasyon mekanizmasına dayanır. Güzel, equiaxed tahıllar kaydırılır, geleneksel olarak tahıl sınır dışı işlemleri ile gerçekleşen başka bir tane dahaki sefere, tahıl sınır dışı edilme yöntemleri ile mümkün olmayan bir malzemedir.

Superplastik Deformasyonları

Üç temel mekanizma süperplastik akmaya katkıda bulunur:

  • [FONT:0)Grate Boundary Rocket (GBS): ), Neighboring tahıllar ortak sınır boyunca birbirleriyle birlikte hareket ederler. Bu, birincil su üretme mekanizması ve hesapların çoğu süperplastikte% 50-80'lik toplam elongasyon için.
  • [FONT:0)Accommodasyon Süreçleri: [Dönetici: 0,4][/FONT=0) Katıların kontrasepiyonunu önlemek için, kaymak, difüzyon (Coblewind veya lattice diffüzyon) veya intragranular dislokasyon kayması ile karşılamalıdır.
  • [FONT=0)Grate Rotation ve Büyüme: [Dönüşüm sırasında, tahıllar equiaxed şekli korumak için geri dönebilir ve sınırlı tahıl büyümesi, süperplastikiteden kaçınmak için kontrol edilebilir.

Kuvvet oranı duyarlılığının büyüklüğüne göre:0)[Dönetici:0)[Dönetici:0)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

Superplastikity için gerekli koşullar

Üç koşul aynı anda süperplastik davranış için tatmin edilmelidir:

  • Fine Boyut: Tipik <10 μm ve ideal olarak <5 μm. Küçük tahıllar, konaklama için diffüzyon mesafelerini yükselterek, depo için mevcut tahıl sınırı alanını arttırır.
  • [FONT:0) İlgili Sıcaklık: [Dönetici: [Dönetici: 0,5 $ 1.500 $ {0|)[D[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Olmayan Sıcaklıklar) - Örneğin, alüminyum alaşımlar ~500-550 °C'de kuruldu.
  • [FONT=0) Kontrollü Strain Puanı:[DÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜŞÜNÜ:0) Kontrollü Strain Puanı:[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜDÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜSİ - 1.ŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Superplastikity'de Heat Tedavisinin Rolü

Heat tedavisi, süperplastiklik için gerekli olan iyi, istikrarlı tahıl yapısını kurmak ve korumak için birincil yoldur. Anahtar zorluklar mikrometre veya altmikrometre seviyesine doğru tahıl boyutunun iyileştirilmesi ve sonraki form operasyonları sırasında koarların önlenmesidir.

Rekristallizasyon yoluyla Refinement

Rekristalizasyon, önceden deformasyon ciddi ve ısıtma hızının hızlı olduğu süreçtir. süperplastik alaşımlar için, iki tür renyum mikroyapıyı tüketen yeni susamış tahıllar ile ilgilidir. Bu sonuçlar önemli tahıl rafinerisi, özellikle de önceki deformasyon ciddi ve ısıtma oranı hızlıysa.

  • [FONT:0]Static Rekristallizasyon (SRX): ), Soğuk veya sıcak çalışma sonrasında eklenme sırasında elde edilen formlar. Yeni tahılların kısmı önceki su ve ek sıcaklık seviyesine bağlıdır.
  • [FONT:0]Dynamic Rekristallizasyon (DRX): [DDDynamic Rekristallizasyon (DRX): [DDDDDynamic Rekristallization (DRX): [DDDDDD)) [Dönetici deformasyon sırasındaki ilk aşamalarındaki Occurs, yeni tahıl sınırlarına yeniden yapılandırılır ve yeniden organize edilir. DRX özellikle magnezyum ve bazı titanyum alaşımları gibi metallerde önemlidir, süperplastik formasyonların ilk aşamalarında son derece iyi tahıllar üretebilir.

Rekreatifleştirme tedavilerinin amacı, 10 μm'nin altında ortalama tahıl çapını azaltmak, ideal olarak 1-5 μm, GBS'yi kolaylaştıran yüksek yüksek kesimli bir miktar yoğunluğu korumaktır.

Kontrollü Üretim

Güzel tahıllar yüksek tahıl sınır enerjilerinden dolayı termodinamik olarak kararsızdır. müdahale olmadan, süperplastik form için kullanılan yüksek sıcaklıklarda hızla coarsen, süperplastik kapasiteyi yok eder. Birkaç ısı tedavisi ve alaşım tasarımı tahıl büyümesini azaltır:

  • [FONT=0)Pinning Parçacıklar:[DÜDÜT:1] İkinci fazlı parçacıklar, dispersoidler (e.g., Al).3)Zr, alaşımlarda Zener pinning gücü)[FLT: 5 ) veya Y) olarak, bu tür bir ısıtılmış partiküller genellikle bu şekilde dağıtılmalıdır.
  • [FONT:0)Rapid Isıtma ve Kısa Soak Times: Yüksek sıcaklıkta, kurumadan önce harcanan zamanı, tahıl büyümesi bazen hızlı rampalar elde etmek için kullanılabilir.
  • [FONT:0] Yavaş-Diffing Elements ile tümoying:[Diffing Elements:), Direnmiş olan elementler yavaşça tahıl sınır hareketliliğini azaltabilir. Örneğin, alüminyum alaşımlarda taramalar Eşleşmiş Al)[Diffing sınırlarında yüksek sıcaklıklarda yüksek derecede etkili olan partiküller.
  • [FONT:0)Thermomechanical Processing (TMP): [DÜT:1) İleride plastik deformasyon (SPD) gibi yüksek çözünürlükte (ECAP) veya yüksek basınçlı torsion (HPT) daha sonra ekleyen ultrafine-grained mikroyapılar üretmek.

Çözüm Tedavisi ve Ağlama

Birçok süperplastik alaşımlar yağışlıdır. Daha düşük bir sıcaklık (örneğin, 150-200 °C) ön saf çözüm, genellikle 380-550 °C alüminyum alaşımlar için) daha sonra yüksek bir doygun partikülleri korumak ve pinning etkinliğini azaltmak için takip edilir.

Termomechanical Processing (TMP) Schedules

Kontrollü bir dizideki deformasyon ve ısı tedavisi entegrasyonu süperplastik mikroyapılar geliştirmek için merkezidir. Bir alüminyum alaşım için tipik bir TMP programı şunları içerebilir:

  1. Homogenizasyon, ayrımı ortadan kaldırmak ve koarse aşamalarını çözmek için eklenmiştir.
  2. Tekrar kristalizasyon için yeterli miktarda su sağlamak için sıcak veya soğuk yuvarlan (örneğin, >70% azaltımı).
  3. Rekristallizasyon, iyi, equiaxed tahıl üretmek için orta bir sıcaklıkta ekleniyor.
  4. Taklit partikülleri için gerekli veya stabilizasyon tedavisi.
  5. Daha önce inşa etmeden önce iyi yapıyı korumak için hızlı soğutma.

Oksijen için daha hassas olan titanyum alaşımları için, TMP genellikle vakum veya inert atmosfer altında yapılır ve ısıtma ve soğutma oranları alfa vaka formlarından kaçınmak için dikkatlice kontrol edilir (oxygen-enriched brittle katmanı).

Özel kaplamalar için Pratik Isı Tedavisi Süreçleri

Farklı alaşım sistemleri süperplastikliğe ulaşmak için uygun ısı tedavileri gerektirir. Aşağıdaki bölümler en ticari önemli örnekleri özetliyor.

Alüminyum Metaller

Alüminyum alaşımlar süperplastik form için en yaygın kullanılan malzemelerdir, özellikle de havacılıkta (örneğin, motor nacelles, panel) ve otomotiv (vücut paneller) içerir: Anahtar alaşımlar şunlardır:

  • [0]AA5083 (Al-Mg-Mn): [Dönetici olmayan bir alaşıma sahip olmayan bir kompresyona sahip olan bir miktar rekülasyon eklenerek üretilen bir miktar betonizasyon yoluyla elde edilir, ancak tahıl büyümesi 530 °C'de 200-400 °C'de gerçekleşir.
  • [0]AA7475 (Al-Zn-Mg-Cu): [Dönetici: 1 ) -490 °C, su temizleme, ve sonra 450-480C'de tahıl büyüklüğüne ekleyen bir ısı-trea alaşımı.
  • [0]AA2004 (Al-Cu-Li): [Dönetici:0) Düşük çözünürlükte, iki adımlı TMP: çözüm tedavisi, soğuk yuvarlanma ve rekristalleştirme eklenme 500 °C'de yeniden ortaya çıkıyor. Li içeriği iyi AlLi ( ⁇ ) iyi tahıl yapısını stabilize ettikten sonra yüksek çözünürlükte.

Titanyum Alaşımlar

Titanyum alaşımları yüksek sıcaklık uzay uygulamalarında ağırlık ve güç kritiktir. Ti-6Al-4V (işveren alaşımları) Superplastik (işveren alaşımları) standart bir endüstriyel süreçtir:

  • [FONT=0)Ti-6Al-4V: [Dönetici: [Dönetici:0][Dönetici:0)Ti-6Al-4V:[Dönetici: 920-950 °C) 30–60 dakika boyunca α tahıllar için α-1600 °C (1000 °C) yüksek çözünürlükte α- αS[D) 10[D][/D) ile yüksek çözünürlükte bir αS[D][/FONT=3][/FONT][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=
  • [FONT:0)Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242): ), benzer bir TMP gerektiren daha yüksek sıcaklıklı bir alaşım, Mo-rich fazlarını çözmek için daha uzun bir çözümle yapılır.

Magnezyum Alloyss Magnezyum

AZ31 (Mg-3Al-1Zn) ve ZK60 (Mg-6Zn-0.5Zr), hafif uygulamalar için cazip, ancak hexagonal yakın paketlenmiş (HCP) yapı limitleri oda-sıcaklık ısıtımı önemli ölçüde arttırıcı hale getiriyor:

  • [FONT=0)AZ31: [DÜDÜDÜDÜŞÜNCÜDÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ
  • [FONT:0)ZK60: [Dönemli tahıllar elde edebilir (0.5-1 μm) ciddi plastik deformasyon (e.g., ECAP) 300 °C'de hızlı bir ek olarak takip eder. MgZn).).

Diğer Malzemeler

Superplastikity ayrıca bazı nikel tabanlı süperalloylarda da gelişmiştir (örneğin Inconel 718 Belirli TMP), belirli paslanmaz çelikler (örneğin, ısı tedavisi rejimleri ile <5 μm soğuk yuvarlandıktan sonra ve tekrar kristalleşme) ve hatta yttria-stabilized zirconia (varlık tedavi boyutu <0.5 μm) Her durumda, ısı tedavisi rejimleri ile ısı tedavisi rejimleri için uygundur.

Meydanlar ve Sınırlar

Avantajlarına rağmen, ısı tedavisi ile süperplastiklik geliştirmek birkaç pratik zorlukla karşı karşıya:

  • [[Düzg:0)Grate Büyüme: [Dönetici: [DüzgT:1] En optimize edilmiş ısı tedavileriyle bile, bazı tahıl büyümesi SPF'de tipik olarak oluşur. Bu, süperplastikliği bozabilir ve çok stabil olmayan yüzeylerde (örneğin, oksit dispersiyonları) gibi mülksüzleştirmeye ve üretime yol açabilir.
  • [FONT:0)CavAT:[Dönemli tahıl sınırı kayması, kömürlerin çatlaklara kadar çatlakları kırarak ağrıtabilir.
  • [FONT:0]Cost ve Scalability:[Dönetici için birçok ısı tedavisi programı, uzun zaman ve koruyucu atmosferler içerir. Bu, üretim maliyetini artırırken daha sağlam alaşımlar ve basitleştirilmiş TMP rotaları geliştirmek için devam eder.
  • [FONT=0)Oxidation ve Surface Degradasyon: Yüksek sıcaklık ısı tedavileri ve form oluşturmak özellikle titanyum ve magnezyum alaşımları için sorunlu olan oksidasyona neden olabilir.

Future Yol Tarifi

Süperplastiklik için ısı tedavisi araştırma, yüksek formlar, daha düşük sıcaklıklar ve son bölümlerdeki gelişmiş özellikler için ihtiyaç duyulan evrime devam ediyor.Promising ways include:

  • [FONT:0)Eksitif Üretim (AM) Isı Tedavisi ile Kombine Ekle: Lazer tozu yatak füzyon veya elektron kirişi erimesi, doğrudan, geniş TMP için gerekli olan tahıl yapıları üretebilir.Rektör ısı tedavileri mikroyapıyı daha da genişletebilir ve ön kodlama partikülleri de işlemden uzaklaştırır.
  • [FONT:0]Nanoyapılı Malzemeler: [Döntilmiş Plastik deformasyon teknikleri, kısa vadeli ısı tedavileriyle birlikte, 100 nm altında tahıl boyutları üretebilir. Bu ultrafine-grained metaller, daha düşük sıcaklıklar ve yüksek sular üzerinde süperplastiklik gösterebilir, yeni uygulamalar açar.
  • [FONT:0) Çok ölçekli Modelleme ve Makine Öğrenmesi: C ⁇ aletleri, tahıl büyüme kinetiği, yeniden kristalleştirme davranışını tahmin ederek ısı tedavi programlarını optimize etmek için giderek daha fazla kullanılır ve parçacık büyüklüğü dağılımının evrimi. Makine öğrenimi hızla ekran alaşım kompozisyonları ve ısı tedavi parametrelerini süperplastik performansı artırmak için hızlı bir şekilde ekranlıdır.
  • [FONT=0]Coating and Surface Engineering:[Dönetici:[Dönetici:0)Köpektif bariyer kaplamalarında ilerlemeler, havada vakumdan ziyade süperplastik formasyon oluşturmalarına izin verebilir, maliyet azaltım.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Heat tedavisi metal ve alaşımlarda süperplastiklik geliştirmek için vazgeçilmez bir araçtır.Rektörlük, tahıl büyüme engelleyicisi, yağış ve termomekanik işleme, metaluristler yüksek performanslı endüstrilerde olağanüstü bir şekilde kabul edilebilir hale getirirken, nanoyapımsal malzemelerde devam eden bir şekilde, tezatlı malzemelerde araştırmaların ve tezler hakkında daha ayrıntılı bilgi sağlarlar.[değiştir | kaynağı değiştir]