ভূমিকা
টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির হালকা ওজন, উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, ভাল তাপ প্রতিরোধের এবং চমৎকার জারা প্রতিরোধের সুবিধা রয়েছে এবং জাতীয় প্রতিরক্ষা, সামরিক শিল্প এবং জাতীয় অর্থনীতিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। মাইক্রোস্ট্রাকচার আকারবিদ্যা হল টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে একটি নির্ধারক ফ্যাক্টর, যা মূলত রাসায়নিক গঠন, ফোরজিং প্রক্রিয়া এবং তাপ চিকিত্সা পদ্ধতির উপর নির্ভর করে। যখন রাসায়নিক সংমিশ্রণ স্থির করা হয়, টাইটানিয়াম খাদ ফোরজিংসের গুণমান মূলত ফোরজিং প্রক্রিয়া দ্বারা নির্ধারিত হয়, অর্থাৎ, ফোরজিং প্রক্রিয়ার সময় গঠিত দুর্বল মাইক্রোস্ট্রাকচার পরবর্তী তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলির দ্বারা উন্নত করা কঠিন। একই সময়ে, টাইটানিয়াম খাদগুলি ফরজিং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির জন্য খুব সংবেদনশীল। ফোরজিং তাপমাত্রা টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির কঠিন-স্টেট ফেজ রূপান্তর আচরণকে প্রভাবিত করে, এবং বিকৃতির মাত্রা এবং বিকৃতির হারও ফেজ এবং ফেজের অনুপাত, আকারবিদ্যা, আকার এবং বিতরণকে প্রভাবিত করে।
TC4 (Ti-6Al-4V) হল একটি ইকুয়েক্সড মার্টেনসিটিক টু-ফেজ টাইটানিয়াম অ্যালয় যা প্রথম 1954 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল৷ এটির চমৎকার ব্যাপক কর্মক্ষমতা এবং প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা রয়েছে এবং এটি প্রধানত ফ্যান, ব্লেসার ইঞ্জিনের কম্প্রেসার এবং কম্প্রেসারের মতো লোড বহনকারী উপাদানগুলি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়৷ এটি এখন বিশ্বের একটি বহুল ব্যবহৃত টাইটানিয়াম খাদ হয়ে উঠেছে। এর মাইক্রোস্ট্রাকচার চার প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: বিমোডাল স্ট্রাকচার, ইকুয়াক্সড স্ট্রাকচার, ল্যামেলার স্ট্রাকচার এবং বাস্কেট স্ট্রাকচার। বিভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচারের ধরন বিভিন্ন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের সাথে মিলে যায়। অতএব, TC4 টাইটানিয়াম খাদের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্যগুলিতে বিভিন্ন ফোরজিং প্রক্রিয়াগুলির প্রভাব অধ্যয়ন করা গুরুত্বপূর্ণ ইঞ্জিনিয়ারিং তাত্পর্য রয়েছে।
1. পরীক্ষামূলক উপকরণ এবং পদ্ধতি
ফোরজিং প্রক্রিয়ার পরিবর্তনশীল পরামিতি হিসাবে ফোরজিং তাপমাত্রা এবং বিকৃতি ডিগ্রি নির্বাচন করা হয়েছিল। TC4 টাইটানিয়াম খাদ (985~990 ডিগ্রি) এর ( + )/ ফেজ রূপান্তর তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে, চারটি ফোরজিং তাপমাত্রা নির্ধারণ করা হয়েছিল। প্রসেস 1 থেকে 4 ছিল + ফোরজিং, প্রসেস 5 ফোরজিংয়ের কাছাকাছি ছিল-, এবং প্রসেস 6 ফোরজিং ছিল৷ প্রচলিত + ফোরজিংয়ের জন্য সর্বোত্তম বিকৃতির পরিমাণ অন্বেষণ করতে 950 ডিগ্রি ফোরজিং তাপমাত্রার ভিত্তিতে তিনটি ভিন্ন বিকৃতি ডিগ্রি নির্বাচন করা হয়েছিল।
TC4 টাইটানিয়াম অ্যালয় বারের একক-টুকরো ফাঁকা আকার ছিল 150 মিমি। গরম করার পরে, বারটি নকল এবং রেডিয়াল দিক বরাবর সমতল করা হয়েছিল। পোস্ট-ফার্জিং অ্যানিলিং হিট ট্রিটমেন্ট প্রক্রিয়াটি ছিল (720±10) ডিগ্রি ×1h+AC, যার লক্ষ্য ছিল অভ্যন্তরীণ চাপ দূর করা, প্লাস্টিকতা উন্নত করা এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারের স্থিতিশীলতা।
একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে মাইক্রোস্ট্রাকচারটি পর্যবেক্ষণ এবং বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। মেটালোগ্রাফিক নমুনাগুলি নমুনাগুলি পাওয়ার জন্য তারের কাটা, এমবেডেড, গ্রাউন্ড এবং পালিশ করে কাটা হয়েছিল। এচ্যান্টটি ছিল 3% নাইট্রিক অ্যাসিড অ্যালকোহল দ্রবণ। GB/T228.1-2010 এবং GB/T30758-2014 এর প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, পরীক্ষার নমুনাগুলি ডিজাইন এবং প্রক্রিয়া করা হয়েছিল। প্রসার্য বৈশিষ্ট্য, ইলাস্টিক মডুলাস এবং পয়সনের অনুপাত যথাক্রমে একটি EBS-3000 টেনসিল টেস্টিং মেশিন এবং একটি IET-01 ইলাস্টিক মডুলাস পরীক্ষক ব্যবহার করে পরীক্ষা করা হয়েছিল। পরীক্ষার ফলাফল তিনটি পরিমাপের গড় ছিল। একটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে প্রসার্য ফ্র্যাকচারের রূপবিদ্যা পর্যবেক্ষণ এবং বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। Brinell কঠোরতা GB/T231.1-2009 অনুযায়ী পরীক্ষা করা হয়েছিল। পরীক্ষার সরঞ্জাম ছিল একটি HBS-3000 ডিজিটাল কঠোরতা পরীক্ষক। পরীক্ষার শক্তি ছিল 612.5N এবং চাপ ধরে রাখার সময় ছিল 15 সেকেন্ড। পরীক্ষার ফলাফল প্রতিটি নমুনার একই অবস্থানে তিনটি পরিমাপ পয়েন্টের গড় ছিল।
3 উপসংহার
এই কাগজটি মাইক্রোস্ট্রাকচার, প্রসার্য বৈশিষ্ট্য, প্রসার্য ফ্র্যাকচার অঙ্গসংস্থানবিদ্যা এবং TC4 টাইটানিয়াম খাদের মাইক্রোহার্ডনেসের উপর বিভিন্ন ফোরজিং প্রক্রিয়ার প্রভাব বিশ্লেষণ করেছে এবং নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তগুলি আঁকা হয়েছে:
(1) যখন ফোরজিং তাপমাত্রা 920 এবং 950 ডিগ্রী ছিল, তখন চার ধরণের ইকুয়াক্সড কাঠামো পাওয়া গিয়েছিল; যখন ফোরজিং তাপমাত্রা 985 ডিগ্রী ছিল, তখন একটি বিমোডাল কাঠামো পাওয়া গিয়েছিল; যখন ফোরজিং তাপমাত্রা 1020 ডিগ্রী ছিল, একটি ল্যামেলার কাঠামো প্রাপ্ত হয়েছিল। প্রাথমিক শস্যের আকার এবং ভলিউম ভগ্নাংশ এবং মাধ্যমিকের আকারবিদ্যা ফোরজিং তাপমাত্রা এবং বিকৃতি ডিগ্রির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়।
(2) ইকুইক্সড স্ট্রাকচারের শক্তি কিছুটা কম ছিল কিন্তু প্লাস্টিকের বিকৃতি করার ক্ষমতা ভালো ছিল; ল্যামেলার কাঠামোর সর্বোচ্চ শক্তি ছিল, কিন্তু "ভঙ্গুরতা" এর কারণে এর প্লাস্টিকের বিকৃতি ক্ষমতা দুর্বল ছিল; বিমোডাল কাঠামো উচ্চ শক্তি এবং প্লাস্টিকতার ভারসাম্য বজায় রেখেছিল, এবং এর ব্যাপক কার্যকারিতা ইকুয়াক্সড কাঠামোর তুলনায় ভাল ছিল, যা ইঙ্গিত করে যে ইকুয়াক্সড প্রাইমারীর একটি অত্যধিক উচ্চ বিষয়বস্তু TC4 এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে বাধা দেবে।
(3) ছয়টি মাইক্রোস্ট্রাকচারের প্রসার্য ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠগুলি প্রায় কোনও রেডিয়াল জোন দেখায়নি, যা ভাল প্লাস্টিকতা এবং শক্ততা নির্দেশ করে, যা ক্ষেত্রফল এবং প্রসারণের উচ্চ হ্রাসের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল। ইকুয়াক্সড কাঠামো একটি নমনীয় ফ্র্যাকচার মেকানিজম প্রদর্শন করে, যখন বিমোডাল এবং ল্যামেলার কাঠামো একটি আধা-ক্লিভেজ ফ্র্যাকচার মেকানিজম দেখায়।
(4) ফোরজিং তাপমাত্রা এবং বিকৃতি ডিগ্রি বৃদ্ধির সাথে সাথে কঠোরতা বৃদ্ধি পেয়েছে। একই বিকৃতি ডিগ্রির অধীনে, যখন ফোরজিং তাপমাত্রা 950 ডিগ্রি থেকে 1020 ডিগ্রি পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন কঠোরতা 8.5% বৃদ্ধি পায়; একই ফোরজিং তাপমাত্রার অধীনে, যখন বিকৃতি ডিগ্রী 10.7% থেকে 69.6% বৃদ্ধি পায়, তখন কঠোরতা 4.8% বৃদ্ধি পায়।