Gr5 টাইটানিয়াম অ্যালয় শীটগুলিতে ক্ল্যাড রোলিং প্রক্রিয়ার প্রভাব কী?

 

একটি সাধারণ + ডুপ্লেক্স টাইটানিয়াম খাদ হিসাবে,Gr5 টাইটানিয়াম খাদ (Ti-6Al-4V)ক্ল্যাডিং এবং রোলিং থেকে সুবিধা প্রযুক্তি এই প্রযুক্তিটি ঘূর্ণায়মান শক্তির অভিন্নতা উন্নত করতে একটি ধাতব ক্ল্যাডিং স্তর ব্যবহার করে, টাইটানিয়াম খাদের বড় হ্রাস প্রক্রিয়াকরণের সময় কার্যকরভাবে প্রান্ত ক্র্যাকিং সমস্যা সমাধান করে। এটি বিভিন্ন পুরুত্বের শীটগুলির উচ্চ-পারফরম্যান্স প্রস্তুতির জন্য একটি সম্ভাব্য পথ প্রদান করে৷ 0.5 মিমি অতি-পাতলা শীটটি প্রায়শই নির্ভুল উপাদান এবং মেডিকেল ইমপ্লান্টে ব্যবহৃত হয়, যখন 3.0 মিমি মাঝারি-পুরু শীটটি বেশিরভাগ স্ট্রাকচারাল লোড-বেয়ারিং অংশে ব্যবহৃত হয়। ক্ল্যাডিং এবং রোলিং প্রক্রিয়ার অধীনে, এই অধ্যয়নটি 0.5 মিমি এবং 3.0 মিমি জিআর5 টাইটানিয়াম খাদ শীটের মাইক্রোস্ট্রাকচার বিবর্তন আইন এবং যান্ত্রিক সম্পত্তির পার্থক্যগুলি অন্বেষণ করে, যা বেধের পরামিতি এবং প্রক্রিয়া কার্যকারিতার মধ্যে অন্তর্নিহিত সম্পর্ক প্রকাশ করে।

 

 

1. কাঁচামাল এবং নমুনা প্রস্তুতি

ইন্ডাস্ট্রিয়াল-গ্রেড Gr5 টাইটানিয়াম অ্যালয় ইঙ্গটগুলি পরীক্ষার জন্য নির্বাচন করা হয়েছিল৷ তাদের প্রধান রাসায়নিক সংমিশ্রণ (ভগ্নাংশ) হল: Al 5.8%, V 4.2%, Fe 0.15%, O 0.12%, এবং ভারসাম্য হল Ti, যা ASTM B348 স্ট্যান্ডার্ডের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। 4 ঘন্টার জন্য 1050 ডিগ্রী (অঞ্চল) এ সমজাতকরণ অ্যানিলিং করার পরে, পিণ্ডটিকে একটি 15 মিমি-পুরু গরম-ঘূর্ণিত ফাঁকা জায়গায় তৈরি করা হয়েছিল। Q235 ইস্পাত প্লেট (2 মিমি পুরু) ক্ল্যাডিং উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। আর্গন আর্ক ওয়েল্ডিং টাইটানিয়াম খাদ ফাঁকা এবং ক্ল্যাডিং স্টিল প্লেটকে একটি বন্ধ স্তরিত রোলিং প্যাকেজে একত্রিত করতে এবং ঢালাই করতে ব্যবহৃত হয়েছিল, এটি নিশ্চিত করে যে অক্সিডেশন দূষণ এড়াতে ঘূর্ণায়মান প্রক্রিয়া চলাকালীন টাইটানিয়াম খাদ সরাসরি বাতাসের সাথে যোগাযোগ না করে।

দুটি লক্ষ্য বেধের জন্য পৃথকীকৃত ঘূর্ণায়মান প্রক্রিয়া:

 

• 3.0 মিমি শীট: পরিহিত ঘূর্ণায়মান প্যাকেজটি 2 ঘন্টার জন্য 930 ডিগ্রি (+ ডুপ্লেক্স অঞ্চলের মাঝারি তাপমাত্রার অংশে) উত্তপ্ত এবং উত্তাপিত ছিল, গরম-একক তাপে 3.5 মিমি ঘূর্ণিত করা হয়েছিল, তারপর 1 ঘণ্টার জন্য 800 ডিগ্রিতে পুনঃক্রিস্টালাইজেশন অ্যানিলিং করা হয়েছিল এবং চূড়ান্ত ঘূর্ণায়মান স্ট্রাকচারটি ঠাণ্ডা স্ট্রেস অপসারণ করতে 1 ঘন্টার জন্য,{8} এবং পুনরায় রোলিং করা হয়েছিল প্রায় 14% কোল্ড রোলিং হ্রাস হার সহ 2 পাসের মাধ্যমে 3.0 মিমি সমাপ্ত বেধ।
• 0.5 মিমি শীট: 3.0 মিমি শীটটিকে মধ্যবর্তী ফাঁকা হিসাবে ব্যবহার করে, পৃষ্ঠের শট ব্লাস্টিংয়ের পরে, 83% মোট হ্রাসের হার সহ প্রগতিশীল ঘূর্ণনের 20 পাসের মাধ্যমে লক্ষ্য পুরুত্বে পৌঁছানোর জন্য ঘরের তাপমাত্রা ঠান্ডা রোলিং প্রক্রিয়া গ্রহণ করা হয়েছিল। কম-তাপমাত্রার স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং 30 মিনিটের জন্য 650 ডিগ্রীতে প্রতি 5 পাসে রোলিং করার সময় ফাটল রোধ করার জন্য সঞ্চালিত হয়েছিল।

 

চূড়ান্ত ঠান্ডা কাজের চাপ দূর করতে এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে শীটগুলির উভয় বেধ অবশেষে 1 ঘন্টার জন্য 650 ডিগ্রিতে ভ্যাকুয়াম অ্যানিলিং করা হয়েছিল।

 

2.পরীক্ষা পদ্ধতি

পরীক্ষার সরঞ্জাম: OM & TEM

 

OLYMPUS GX71 অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ (OM) এবং FEI Tecnai G2 F20 ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (TEM) ব্যবহার করে মাইক্রোস্ট্রাকচার চরিত্রায়ন করা হয়েছিল। গ্রাইন্ডিং এবং পলিশ করার পরে, নমুনাগুলি 5-8 সেকেন্ডের জন্য ধাতুগ্রাফিক কাঠামো প্রদর্শনের জন্য ক্রোলের বিকারক (HF:HNO₃:H₂O=1:3:10) দিয়ে খোদাই করা হয়েছিল। TEM নমুনাগুলি মিথানল: নাইট্রিক অ্যাসিড=3:1 -20 ডিগ্রিতে একটি কার্যকরী তরল দিয়ে ডাবল স্প্রে ইলেক্ট্রোলাইটিক পলিশিং দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল৷

যান্ত্রিক সম্পত্তি পরীক্ষাগুলি ASTM E8/E8M মান অনুসারে 2mm/মিনিটের প্রসার্য হারে ঘরের তাপমাত্রা প্রসার্য পরীক্ষার জন্য একটি Instron 5969 সার্বজনীন টেস্টিং মেশিনে সঞ্চালিত হয়েছিল। প্রতিটি বেধের জন্য তিনটি সমান্তরাল নমুনা নেওয়া হয়েছিল এবং গড় মান চূড়ান্ত ফলাফল হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। মাইক্রোহার্ডনেস ZWICK/Roell ZHV30 Vickers হার্ডনেস টেস্টার ব্যবহার করে 100g লোড এবং 15s ধরে রাখার সময় পরীক্ষা করা হয়েছিল। প্রতিটি নমুনার জন্য দশ পয়েন্ট পরীক্ষা করা হয়েছিল, এবং সর্বোচ্চ এবং সর্বনিম্ন মানগুলি সরানোর পরে গড় মান নেওয়া হয়েছিল।

 

 

1. ম্যাক্রোস্ট্রাকচার এবং শস্যের আকার

টাইটানিয়াম অ্যালয় শীটের উভয় বেধেরই একটি + ডুপ্লেক্স কাঠামো রয়েছে, তবে পুরুত্বের কারণে শস্যের আকার, ফেজ বন্টন এবং গঠন প্রক্রিয়ার মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে (প্রসেসিং প্রযুক্তিতে পার্থক্য)।

 

মাইক্রোগ্রাফ চিত্রগুলি প্রায় 0.5 মিমি এবং 3.0 মিমি টাইটানিয়াম শীট

 

প্যারামিটার	3.0 মিমি মাঝারি-মোটা শীট	0.5 মিমি আল্ট্রা-পাতলা শীট
শস্য আকার	8–12μm (মোটা সমান)	2–5μm (আল্ট্রা-সূক্ষ্ম)
ফেজ ডিস্ট্রিবিউশন	বিচ্ছিন্ন (স্ট্রিপস/দ্বীপ)	ক্রমাগত (নেটওয়ার্ক + বিচ্ছুরিত অবক্ষেপ)
মূল প্রক্রিয়া	মাঝারি-তাপমাত্রা হট রোলিং + মাঝারি কোল্ড রোলিং	বড় হ্রাস কোল্ড রোলিং + কম-তাপমাত্রা অ্যানিলিং

 

2.যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের তুলনা

শীট বেধ (মিমি)	প্রসার্য শক্তি Rm (MPa)	ফলন শক্তি Rp0.2 (MPa)	ফ্র্যাকচার A (%) এর পরে লম্বা হওয়া	মাইক্রোহার্ডনেস এইচভি
3.0	898	840	17.7	260
0.5	1035	980	16.5	320
কর্মক্ষমতা উন্নতির হার (%)	15.2	16.7	-1.2	23.1

 

 

পরিহিত ঘূর্ণায়মান প্রক্রিয়া কার্যকরভাবে উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন Gr5 টাইটানিয়াম খাদ শীট প্রস্তুত করতে পারে। বিভিন্ন পুরুত্বের শীটগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে: 3.0 মিমি মাঝারি- পুরু শীটটি 8-12μm এর দানার আকারের সাথে একটি ইকুয়াক্সড +স্ট্রিপ কাঠামো উপস্থাপন করে, একটি ঘরের তাপমাত্রা 898MPa এর প্রসার্য শক্তি, এবং ফ্র্যাকচারের পরে 7% 1 প্রসারিত হয়। 0.5 মিমি অতি- পাতলা শীট একটি অতি-সূক্ষ্ম +নেটওয়ার্ক গঠন গঠন করে যার একটি দানা আকার 2-5μm, প্রসার্য শক্তি 1035MPa পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়, এবং ফ্র্যাকচারের পরে দীর্ঘতা 16.5% বজায় রাখা হয়, উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ প্লাস্টিকের একটি ভাল সমন্বয় অর্জন করে৷

 

বেধ-প্রধান ঘূর্ণায়মান বিকৃতি এবং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি হল মাইক্রোস্ট্রাকচার নিয়ন্ত্রণের মূল: বৃহৎ হ্রাস কোল্ড রোলিং এবং সেগমেন্টেড অ্যানিলিং এর সম্মিলিত প্রক্রিয়া হল 0.5 মিমি শীটের গ্রেন আল্ট্রা রিফাইনমেন্ট অর্জনের মূল চাবিকাঠি, যখন মাঝারি রোলিং এবং ছোট গরম গরম রোল করা তাপমাত্রা নির্ধারণ করে{{3} 3.0 মিমি শীটের মোটা ইকুইক্সড শস্য কাঠামোর বৈশিষ্ট্য; ক্ল্যাডিং স্তরটি বিকৃতির অভিন্নতা উন্নত করতে এবং শীটের উভয় পুরুত্বের প্রস্তুতিতে ত্রুটি তৈরিতে বাধা দিতে ভূমিকা পালন করে।

 

3.0 মিমি মাঝারি-মোটা শীট, ভাল প্লাস্টিকতা এবং মাঝারি শক্তি সহ, মহাকাশের কাঠামোগত অংশ এবং সামুদ্রিক প্রকৌশল পাইপলাইনের মতো লোড বহনকারী উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত-; 0.5 মিমি অতি-পাতলা, তার চমৎকার নির্দিষ্ট শক্তি এবং মাত্রিক নির্ভুলতার সাথে, উচ্চ-ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে যেমন মেডিকেল ইমপ্লান্ট (যেমন, কৃত্রিম জয়েন্ট বুশিং) এবং এরো-ইঞ্জিন ব্লেডের লাইটওয়েট উপাদান।