Procés de recuit de l'aliatge de titani Gr38

L'aliatge de titani Gr.38 és un nou aliatge de titani desenvolupat per ATI Technology Company als Estats Units. Pot substituir l'aliatge de titani de resistència mitjana i alta més comú. La seva composició nominal és Ti-4Al-2.5V{-1.5Fe{-0.25O, que és un aliatge de titani d'alta resistència del tipus {+ -. En comparació amb l'aliatge TC4, l'aliatge Gr.38 utilitza ferro en lloc de vanadi de cost més elevat com a element estabilitzador. La seva resistència és equivalent a la de l'aliatge TC4, i el seu allargament és equivalent o lleugerament superior. Tanmateix, el que és diferent és que es pot processar en calent i es pot processar en fred i es pot convertir en plaques primes, bobines, tires, tires laminats en calent de precisió, plaques gruixudes, canonades sense soldadura, peces de fosa i productes d'enginyeria. Atès que l'aliatge de titani Gr.38 té una excel·lent conformabilitat superplàstica i un rendiment de fatiga dels porus, i també es pot utilitzar per a la soldadura per fricció, té una àmplia gamma d'usos i és molt adequat per substituir acer, alumini, materials compostos, titani pur i altres materials. Els aliatges de titani tenen perspectives d'aplicació extremadament àmplies, especialment en sistemes de defensa aeroespacial i militar. Actualment hi ha molt pocs informes d'investigació sobre aquest aliatge. Per tant, els investigadors van estudiar els efectes de diferents sistemes de recuit sobre la microestructura, les propietats mecàniques i la morfologia de fractura per tracció de les barres petites d'aliatge de titani Gr.38.

Les principals matèries primeres utilitzades per preparar l'aliatge de titani Gr.38 són l'esponja de titani i els elements d'aliatge afegits. Els elements d'aliatge afegits inclouen aliatge d'alumini vanadi, grans d'alumini, claus de ferro i diòxid de titani. Després de la barreja, la preparació d'elèctrodes i altres processos, es va utilitzar el forn d'arc elèctric consumible al buit per a dues fuses al buit per preparar un lingot de Φ440 mm. El punt de transformació de fase de l'aliatge de titani Gr.38 es va mesurar a 970 ± 5 graus mitjançant el mètode metal·logràfic que augmenta la temperatura. El lingot de Φ440 mm es va forjar 8 vegades i finalment es va laminar en calent fins a una barra de Φ20 mm en estat laminat. El sistema de recuit és, respectivament, la refrigeració del forn, la refrigeració per aigua i la refrigeració per aire després de mantenir-se a 830, 930, 950 i 1000 graus durant 1 hora.

Talla una vareta de prova de 75 mm de llarg de la barra acabada com a mostra de propietats mecàniques i talla una vareta de prova de 20 mm de llarg com a mostra metal·logràfica. Després del recuit, es completa el contingut de la prova. El contingut de la prova és principalment provar la microestructura, les propietats de tracció a temperatura ambient i la morfologia de la fractura per tracció sota diferents règims de recuit. Els resultats van mostrar que:

(1) Després de mantenir-se a 930-950 grau durant 1 hora i després refrigerat per aire (o refrigerat per aigua), l'aliatge Gr.38 pot obtenir una major resistència i una millor plasticitat, i té bones propietats mecàniques completes.

(2) Després que l'aliatge Gr.38 es refredi per aire i es recuit a 830 graus durant 1 hora, la resistència a la fluència és baixa, cosa que és beneficiosa per al processament posterior del material.

(3) La morfologia de fractura per tracció a temperatura ambient del material d'aliatge Gr.38 mostra les característiques de fractura dúctil de bresca. Després d'un recuit a 1000 graus durant 1 hora, els forats de la superfície de la fractura són relativament petits i poc profunds, i la seva plasticitat és relativament pobre.