Udglødningsproces af Gr38 titaniumlegering

Gr.38 titanlegering er en ny titanlegering udviklet af ATI Technology Company i USA. Det kan erstatte den mest almindelige mellem- og højstyrke titanlegering. Dens nominelle sammensætning er Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, som er en + -type højstyrke titanlegering. Sammenlignet med TC4 legering bruger Gr.38 legering jern i stedet for dyrere vanadium som et stabiliserende element. Dens styrke svarer til TC4-legeringen, og dens forlængelse er ækvivalent eller lidt højere. Det der dog er anderledes er, at det både kan varmbehandles og det kan koldbehandles og kan laves til tynde plader, coils, bånd, præcisions varmvalsede bånd, tykke plader, sømløse rør, støbegods og konstruerede produkter. I lyset af det faktum, at Gr.38 titanlegering har fremragende superplastisk formbarhed og poretræthedsydelse, og også kan bruges til friktionsrørsvejsning, har den en bred vifte af anvendelser og er ganske velegnet til at erstatte stål, aluminium, kompositmaterialer, rent titanium og andre materialer. Titaniumlegeringer har ekstremt brede anvendelsesmuligheder, især i rumfart og militære forsvarssystemer. Der er i øjeblikket meget få forskningsrapporter om denne legering. Derfor undersøgte forskere virkningerne af forskellige udglødningssystemer på mikrostrukturen, de mekaniske egenskaber og trækbrudmorfologien af ​​små stænger af gr.38 titanlegering.

De vigtigste råmaterialer, der bruges til at fremstille Gr.38 titanlegering, er titansvamp og tilsatte legeringselementer. De tilføjede legeringselementer omfatter aluminium vanadium legering, aluminium bønner, jern søm og titanium dioxid. Efter blanding, elektrodeforberedelse og andre processer blev den vakuumforbrugelige lysbueovn brugt til to vakuumsmeltninger for at fremstille en Φ440 mm barre. Fasetransformationspunktet for Gr.38 titanlegering blev målt til at være 970±5 grader ved hjælp af den temperaturforøgende metallografiske metode. Φ440 mm barren blev smedet 8 gange og til sidst varmvalset til en Φ20 mm stang i rullet tilstand. Udglødningssystemet er henholdsvis ovnkøling, vandkøling og luftkøling efter at have holdt på 830, 930, 950 og 1000 grader i 1 time.

Skær en 75 mm lang teststang fra den færdige stang som en prøve af mekaniske egenskaber, og skær en 20 mm lang teststang som en metallografisk prøve. Efter udglødning er testindholdet afsluttet. Testindholdet er hovedsageligt at teste mikrostrukturen, stuetemperatur trækegenskaber og trækbrudmorfologi under forskellige udglødningsregimer. Resultaterne viste, at:

(1) Efter at have været holdt ved 930-950 grad i 1 time og derefter luftkølet (eller vandkølet) udglødet, kan Gr.38-legeringen opnå højere styrke og bedre plasticitet og har gode omfattende mekaniske egenskaber.

(2) Efter at Gr.38 legeringen er luftkølet og udglødet ved 830 grader i 1 time, er flydespændingen lav, hvilket er gavnligt for den efterfølgende bearbejdning af materialet.

(3) Morfologien for trækbrud ved stuetemperatur af Gr.38 legeringsmateriale viser egenskaber for honeycomb duktile brud. Efter udglødning ved 1000 grader i 1 time er fordybningerne på brudfladen relativt små og overfladiske, og dens plasticitet er relativt dårlig.