Gr38 titánötvözet izzítási folyamata

A Gr.38 titánötvözet egy új titánötvözet, amelyet az ATI Technology Company fejlesztett ki az Egyesült Államokban. Kiválthatja a leggyakoribb közepes és nagy szilárdságú titánötvözetet. Névleges összetétele Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, amely egy + - típusú nagy szilárdságú titánötvözet. A TC4 ötvözethez képest a Gr.38 ötvözet vasat használ a magasabb költségű vanádium helyett stabilizáló elemként. Szilárdsága megegyezik a TC4 ötvözetével, nyúlása pedig egyenértékű vagy valamivel nagyobb. A különbség azonban az, hogy melegen és hidegen is megmunkálható, és vékony lemezek, tekercsek, szalagok, precíziós melegen hengerelt szalagok, vastag lemezek, varrat nélküli csövek, öntvények és mérnöki termékek készíthetők. Tekintettel arra, hogy a Gr.38 titánötvözet kiváló szuperplasztikus alakíthatósággal és pórusfárasztó képességgel rendelkezik, és súrlódó keverős hegesztésre is használható, széles körű felhasználási területtel rendelkezik, és kiválóan alkalmas acél, alumínium, kompozit anyagok helyettesítésére, tiszta titán és egyéb anyagok. A titánötvözetek rendkívül széles körű alkalmazási lehetőségeket kínálnak, különösen a repülési és katonai védelmi rendszerekben. Jelenleg nagyon kevés kutatási jelentés készült erről az ötvözetről. Ezért a kutatók a különböző izzítórendszerek hatásait vizsgálták a Gr.38 titánötvözetből készült kis rudak mikroszerkezetére, mechanikai tulajdonságaira és szakítótörési morfológiájára.

A Gr.38 titánötvözet előállításához használt fő alapanyagok a titánszivacs és a hozzáadott ötvözőelemek. A hozzáadott ötvözőelemek közé tartozik az alumínium-vanádium ötvözet, az alumíniumbab, a vasszög és a titán-dioxid. Keverés, elektróda-előkészítés és egyéb eljárások után a vákuumfogyasztó elektromos ívkemencét két vákuumos olvasztásra használták fel egy Φ440 mm-es tuskó előállítására. A Gr.38 titánötvözet fázisátalakulási pontját hőmérsékletnövelő metallográfiai módszerrel 970±5 fokban mértük. A Φ440 mm-es tuskót 8-szor kovácsolták, végül hengerelt állapotban melegen hengerelték Φ20 mm-es rúdra. Az izzítórendszer kemencehűtés, vízhűtés és léghűtés, miután 1 órán át 830, 930, 950 és 1000 fokon tartják.

Vágjon ki egy 75 mm hosszú tesztrudat a kész rúdból mechanikai tulajdonságmintaként, és vágjon ki egy 20 mm hosszú tesztrudat metallográfiai mintaként. Az izzítás után a teszttartalom elkészült. A vizsgálati tartalom főként a mikroszerkezet, a szobahőmérsékletű szakítószilárdsági tulajdonságok és a szakítószilárdság morfológiájának vizsgálatára szolgál különböző lágyítási módok mellett. Az eredmények azt mutatták, hogy:

(1) Miután 1 órán át 930-950 fokon tartották, majd léghűtéssel (vagy vízhűtéssel) lágyítják, a Gr.38 ötvözet nagyobb szilárdságot és jobb plaszticitást érhet el, és jó átfogó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik.

(2) A Gr.38 ötvözet léghűtése és 1 órán át 830 fokon történő izzítása után a folyáshatár alacsony, ami előnyös az anyag későbbi feldolgozásához.

(3) A Gr.38 ötvözet anyagának szobahőmérsékletű szakítószilárdságú törési morfológiája méhsejt alakú képlékeny törési jellemzőket mutat. 1000 fokos izzítás után 1 órán át a törésfelületen lévő gödröcskék viszonylag kicsik és sekélyek, plaszticitása viszonylag gyenge.