Procesul de recoacere a aliajului de titan Gr38

Aliajul de titan Gr.38 este un nou aliaj de titan dezvoltat de ATI Technology Company din Statele Unite. Poate înlocui cel mai comun aliaj de titan de rezistență medie și înaltă. Compoziția sa nominală este Ti-4Al-2.5V-1.5Fe{-0.25O, care este un aliaj de titan de înaltă rezistență de tip + -. În comparație cu aliajul TC4, aliajul Gr.38 folosește fier în loc de vanadiu mai scump ca element de stabilizare. Rezistența sa este echivalentă cu cea a aliajului TC4, iar alungirea sa este echivalentă sau puțin mai mare. Cu toate acestea, ceea ce este diferit este că poate fi atât prelucrat la cald, cât și prelucrat la rece și poate fi transformat în plăci subțiri, bobine, benzi, benzi laminate la cald de precizie, plăci groase, țevi fără sudură, piese turnate și produse de inginerie. Având în vedere faptul că aliajul de titan Gr.38 are o formabilitate superplastică excelentă și performanță la oboseala porilor și poate fi folosit și pentru sudarea prin frecare cu agitare, are o gamă largă de utilizări și este destul de potrivit pentru a înlocui oțelul, aluminiul, materialele compozite, titan pur și alte materiale. Aliajele de titan au perspective de aplicare extrem de largi, în special în sistemele aerospațiale și militare de apărare. În prezent, există foarte puține rapoarte de cercetare privind acest aliaj. Prin urmare, cercetătorii au studiat efectele diferitelor sisteme de recoacere asupra microstructurii, proprietăților mecanice și morfologiei ruperii la tracțiune a tijelor mici din aliaj de titan Gr.38.

Principalele materii prime utilizate pentru prepararea aliajului de titan Gr.38 sunt buretele de titan și elementele de aliere adăugate. Elementele de aliere adăugate includ aliaj de aluminiu vanadiu, boabe de aluminiu, cuie de fier și dioxid de titan. După amestecare, pregătirea electrozilor și alte procese, cuptorul cu arc electric consumabil în vid a fost folosit pentru două topiri în vid pentru a pregăti un lingot de Φ440mm. Punctul de transformare de fază al aliajului de titan Gr.38 a fost măsurat la 970±5 grade folosind metoda metalografică de creștere a temperaturii. Lingoul de Φ440mm a fost forjat de 8 ori și în cele din urmă laminat la cald până la o bară de Φ20mm în stare laminată. Sistemul de recoacere este, respectiv, răcirea cuptorului, răcirea cu apă și răcirea cu aer după menținerea la 830, 930, 950 și 1000 de grade timp de 1 oră.

Tăiați o tijă de testare de 75 mm lungime din bara finită ca probă de proprietăți mecanice și tăiați o tijă de testare de 20 mm lungime ca probă metalografică. După recoacere, conținutul testului este finalizat. Conținutul testului este în principal pentru a testa microstructura, proprietățile de tracțiune la temperatura camerei și morfologia ruperii la tracțiune în diferite regimuri de recoacere. Rezultatele au arătat că:

(1) După ce a fost menținut la grade 930-950 timp de 1 oră și apoi răcit cu aer (sau răcit cu apă), aliajul Gr.38 poate obține o rezistență mai mare și o plasticitate mai bună și are proprietăți mecanice cuprinzătoare bune.

(2) După ce aliajul Gr.38 este răcit cu aer și recoacet la 830 de grade timp de 1 oră, limita de curgere este scăzută, ceea ce este benefic pentru prelucrarea ulterioară a materialului.

(3) Morfologia ruperii prin tracțiune la temperatura camerei a materialului din aliaj Gr.38 prezintă caracteristicile de fractură ductilă în fagure. După recoacere la 1000 de grade timp de 1 oră, gropițele de pe suprafața fracturii sunt relativ mici și puțin adânci, iar plasticitatea sa este relativ slabă.