Gr38 titanyum alaşımı için tavlama işlemi

Hafif bir yapısal malzeme olarak titanyum alaşımı, mükemmel kapsamlı performansa, düşük yoğunluğa, yüksek özgül mukavemete, iyi yorulma mukavemetine ve çatlak uzamasına karşı dirence, mükemmel korozyon direncine, iyi kaynak performansına vb. sahiptir, bu nedenle giderek daha geniş bir uygulama beklentisine sahiptir. havacılık, uzay, otomotiv, gemi yapımı, enerji ve diğer endüstriler. Gr.38 titanyum alaşımı, ABD'de ATI Technologies tarafından geliştirilen ve en yaygın ortamın yerine kullanılabilecek yeni bir titanyum alaşımıdır. Gr.38'in nominal bileşimi titanyum alaşımı Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, bir tür + -tipi yüksek mukavemetli titanyum alaşımıdır. TC4 alaşımı ile karşılaştırıldığında Gr.38 alaşımı, stabilizasyon elemanı olarak daha pahalı olan vanadyum yerine demir kullanır ve mukavemeti TC4 alaşımınınkiyle karşılaştırılabilir ve uzaması karşılaştırılabilir veya biraz daha yüksektir, ancak ondan farklı olarak yeteneklidir. hem sıcak hem de soğuk işlemlere uygundur ve ince levhalar, rulolar, şeritler, hassas sıcak çekilmiş şeritler, kalın levhalar, dikişsiz borular, ayrıca dökümler ve mühendislik ürünleri halinde yapılabilir. Gr.38 titanyum alaşımı mükemmel süperplastik şekillendirme ve açık delik yorulma performansına sahiptir, ancak aynı zamanda sürtünme karıştırma kaynağı da yapılabilir, kullanımı çok geniştir, çelik, alüminyum, kompozit malzemeler, saf titanyum ve diğer titanyum alaşımlarının yerini almak için oldukça uygundur. özellikle havacılık ve askeri savunma sistemlerinde çok geniş uygulama olanaklarına sahiptir. Şu anda bu alaşımla ilgili çok az araştırma raporu mevcut, bu nedenle araştırmacılar Gr.38 titanyum alaşımlı küçük çubukların farklı tavlama rejimlerinin mikro yapı, mekanik özellikler ve çekme kırılma morfolojisi üzerindeki etkisini inceledi.

Gr.38 titanyum alaşımının hazırlanmasında kullanılan ana hammaddeler titanyum süngeri ve ilave alaşım elementleri olup, ilave alaşım elementleri ise alüminyum-vanadyum alaşımı, alüminyum çekirdekleri, demir çiviler ve titanyum dioksittir. Karıştırma ve elektrot hazırlama işleminden sonra son olarak Φ440mm'lik külçe, vakumlu öz tüketimli elektrik ark ocağı kullanılarak iki vakumda eritme yoluyla hazırlandı. Gr.38 titanyum alaşımının faz geçiş noktası yüksek sıcaklık metalografisi kullanılarak 970±5 derece olarak ölçülmüştür. Φ440mm külçe 8 ateşleme süresi boyunca dövüldü ve son olarak haddelenmiş durumda Φ20mm çubuğa sıcak haddelendi. Tavlama sistemi sırasıyla 830, 930, 950 ve 1000 derecede 1 saat bekletildikten sonra fırın soğutma, su soğutma ve hava soğutmadır.
Tavlama işleminden sonra test içeriğini tamamlamak için mekanik özellik numunesi olarak bitmiş çubuktan 75 mm uzunluğunda bir test çubuğu kesildi ve metalografik numune olarak 20 mm uzunluğunda bir test çubuğu kesildi. Test içeriği temel olarak farklı tavlama rejimleri altında mikro yapıyı, oda sıcaklığında çekme özelliklerini ve çekme kırılma morfolojisini test etmektir. Test sonuçları şunu gösterdi:
(1) 930~950 derecede 1 saat yalıtımla tavlama ve ardından havayla soğutma (veya suyla soğutma) sonrasında, Gr.38 alaşımı yüksek mukavemet ve iyi plastiklik elde edebilir ve kapsamlı mekanik özellikler iyidir.
(2) Hava soğutmalı tavlamadan 1 saat sonra 830 derece ısı korumalı Gr.38 alaşımı, akma dayanımı düşüktür, malzemelerin daha sonraki işlenmesine elverişlidir
(3) Gr.38 alaşımlı malzeme oda sıcaklığında çekme kırılması morfolojisi, petek tokluğu kırılma özellikleridir, tavlamadan 1 saat sonra 1000 derece ısı korumasıdır, yuvanın tokluğu üzerindeki kırılması nispeten küçük ve sığdır, nispeten zayıf plastisitedir.