ساختار Widmansite از آلیاژ تیتانیوم با یک شبکه پیوسته توزیع شده بر روی مرزهای دانه دانه های درشت اصلی، حوزه های بسته نرم افزاری پوسته پوسته که در داخل دانه ها توزیع شده اند، و لایه ای بین لایه های پوسته ای متقابل مشخص می شود.
از آنجایی که فاز و در ساختار Widmanstatten یک رابطه فاز کریستالوگرافی دقیق را حفظ می کند، ساختار دارای یک "وراثت پذیری" استوار است و بهبود ساختار آن از طریق عملیات حرارتی معمولی و عملیات حرارتی چرخه ای در شرایط غیر خاموشی دشوار است. تبدیل در آلیاژ تیتانیوم فرآیندی از هسته و رشد هسته است. هنگامی که اختلاف حجم ویژه بین دو آلوتروپ زیاد باشد، اثر حجمی در طی فرآیند تبدیل فاز ایجاد میشود و تنش داخلی ایجاد میشود، نابجاییها یا جاهای خالی تشکیل میشوند که باعث تبلور مجدد میشوند و در نتیجه تغییراتی در ساختار ورق و حتی کوتاه شدن و کروی شدن ایجاد میشود. . محققان به طور موثر ساختار Widmanstatten را از طریق خاموش کردن منطقه و عملیات حرارتی چرخه ای منطقه بهبود دادند.
ماده آزمایشی یک دیسک TC4 Φ280 میلی متری است که توسط یک موسسه تحقیقاتی خاص ارائه شده است. نقطه تبدیل فاز به روش متالوگرافی (5±985) درجه اندازهگیری شد و نمونههای گرفته شده همگی در 2/1 محیط دیسک قرار گرفتند. برای به دست آوردن ساختار Widmanstatten مورد نیاز برای آزمایش، نمونه به دست آمده ابتدا در ناحیه (1020 درجه × 1 ساعت، AC) آنیل شد، سپس نمونه در منطقه (1020 درجه × 30 دقیقه، WQ) کوئنچ شد و سپس در منطقه در منطقه +، 960 درجه × 10 دقیقه و 750 درجه × 10 دقیقه به ترتیب یک بار، 3 بار، 5 بار، 7 بار و 9 بار چرخه شدند. پس از چرخه، همه نمونه ها دوبار آنیل شدند (940 درجه × 30 دقیقه، AC{21}} درجه × 4 ساعت، AC)، و آزمایش کشش پس از آنیل دوبل انجام شد. شکست کششی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی GSM6460 مشاهده و آنالیز شد. پس از اینکه نمونه های متالوگرافی با محلول اچ HF+HNO{25}}H2O (نسبت حجمی 1:2:5) اچ شدند، ریزساختار زیر میکروسکوپ نوری OLYMPUSPMG3 مشاهده شد.
نتیجه تحقیق:
(1) در طی عملیات حرارتی چرخه ای در محدوده 960 درجه × 10 دقیقه و 750 درجه × 10 دقیقه، با افزایش تعداد چرخه ها، استحکام آلیاژ TC4 به آرامی کاهش می یابد و انعطاف پذیری افزایش می یابد. پس از 9 چرخه، انقباض منطقه به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
(2) با افزایش تعداد چرخه های حرارتی، نسبت ابعاد نوار به تدریج کاهش می یابد و کروی شدن جزئی رخ می دهد. پس از 9 سیکل، فاز پوسته پوسته ثانویه در ماتریس پوسته پوسته رسوب کرد. در همان تعداد چرخه، پس از بازپخت مضاعف، نوار به وضوح درشت شده و ساختار پایدارتر است.
(3) مشاهدات SEM و تجزیه و تحلیل پورت کششی نشان میدهد که شکل شکستگی شکستگی کششی از شکستگی قبل از دوچرخهسواری → شکاف + شکستگی گودی → شکستگی گودی تغییر میکند.
