Процесс отжига титанового сплава Гр38

Титановый сплав, как легкий конструкционный материал, обладает отличными комплексными характеристиками, низкой плотностью, высокой удельной прочностью, хорошей усталостной прочностью и устойчивостью к расширению трещин, отличной коррозионной стойкостью, хорошими сварочными характеристиками и т. д., поэтому он имеет все более широкую перспективу применения в авиационная, аэрокосмическая, автомобильная, судостроительная, энергетическая и другие отрасли промышленности. Титановый сплав Gr.38 — это новый титановый сплав, разработанный компанией ATI Technologies в США, который может использоваться для замены наиболее распространенной среды. Номинальный состав Gr.38 титановый сплав это Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, который представляет собой разновидность высокопрочного титанового сплава типа + -. По сравнению со сплавом ТС4, в сплаве Гр.38 вместо более дорогого ванадия в качестве -стабилизирующего элемента используется железо, его прочность сравнима со сплавом ТС4, а удлинение сопоставимо или несколько выше, но в отличие от него он способен горячей и холодной обработки, из него можно изготавливать тонкие листы, рулоны, полосы, прецизионные горячетянутые полосы, толстые листы, бесшовные трубы, а также отливки и конструкционные изделия. Поскольку титановый сплав Gr.38 обладает превосходными сверхпластическими формообразующими свойствами и усталостными характеристиками открытого отверстия, но также может использоваться сварка трением с перемешиванием, его использование очень широко, вполне подходит для замены стали, алюминия, композитных материалов, чистого титана и других титановых сплавов. особенно в аэрокосмической и военной оборонной системе, имеет очень широкие перспективы применения. В настоящее время имеется очень мало отчетов об исследованиях этого сплава, поэтому исследователи изучили влияние различных режимов отжига небольших прутков из титанового сплава Гр.38 на микроструктуру, механические свойства и морфологию разрушения при растяжении.

Основным сырьем, используемым при получении титанового сплава Гр.38, является титановая губка и добавленные легирующие элементы, а добавленными легирующими элементами являются алюминиево-ванадиевый сплав, алюминиевые бобы, железные гвозди и диоксид титана. После процесса смешивания и подготовки электродов, наконец, слиток диаметром 440 мм был изготовлен путем двухвакуумной плавки с использованием вакуумной электродуговой печи с саморасходом. Точка фазового перехода титанового сплава Гр.38 была измерена с помощью металлографии при повышенной температуре и составила 970±5 градусов. Слиток диаметром 440 мм был прокован в течение 8 раз и, наконец, подвергнут горячей прокатке до прутка диаметром 20 мм в прокатанном состоянии. Система отжига представляет собой охлаждение печи, водяное охлаждение и воздушное охлаждение после выдержки при температуре 830, 930, 950 и 1000 градусов в течение 1 часа соответственно.
Из готового стержня вырезали стержень длиной 75 мм в качестве образца механических свойств, а стержень длиной 20 мм вырезали в качестве металлографического образца для завершения испытаний после обработки отжигом. Содержание испытаний в основном предназначено для проверки микроструктуры, свойств растяжения при комнатной температуре и морфологии изломов при различных режимах отжига. Результаты испытаний показали, что:
(1) После отжига при температуре 930–950 градусов с изоляцией в течение 1 часа и последующего охлаждения на воздухе (или водяном охлаждении) сплав Gr.38 может получить высокую прочность и хорошую пластичность, а также хорошие механические свойства.
(2) Сплав Gr.38 с сохранением тепла 830 градусов через 1 час после отжига с воздушным охлаждением, предел текучести низкий, способствует последующей обработке материалов.
(3) Материал сплава Gr.38, морфология разрушения при растяжении при комнатной температуре, представляет собой сотовую характеристику вязкости разрушения, сохранение тепла на 1000 градусов через 1 час после отжига, его разрушение по вязкости гнезда относительно небольшое и неглубокое, это относительно плохая пластичность.