Glühprozess der Titanlegierung Gr38

Die Titanlegierung Gr.38 ist eine neue Titanlegierung, die von der ATI Technology Company in den Vereinigten Staaten entwickelt wurde. Es kann die gängigsten mittel- und hochfesten Titanlegierungen ersetzen. Seine nominelle Zusammensetzung ist Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, eine hochfeste Titanlegierung vom Typ + -. Im Vergleich zur TC4-Legierung verwendet die Gr.38-Legierung Eisen anstelle des teureren Vanadiums als stabilisierendes Element. Seine Festigkeit entspricht der der TC4-Legierung und seine Dehnung ist gleich oder etwas höher. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass es sowohl heiß als auch kalt verarbeitet werden kann und zu dünnen Blechen, Spulen, Bändern, präzisionswarmgewalzten Bändern, dicken Blechen, nahtlosen Rohren, Gussteilen und technischen Produkten verarbeitet werden kann. Angesichts der Tatsache, dass die Titanlegierung Gr.38 eine ausgezeichnete superplastische Formbarkeit und Porenermüdungsleistung aufweist und auch zum Reibrührschweißen verwendet werden kann, hat sie ein breites Anwendungsspektrum und eignet sich gut als Ersatz für Stahl, Aluminium, Verbundwerkstoffe, reines Titan und andere Materialien. Titanlegierungen haben äußerst breite Anwendungsaussichten, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie in militärischen Verteidigungssystemen. Derzeit gibt es nur sehr wenige Forschungsberichte zu dieser Legierung. Daher untersuchten die Forscher die Auswirkungen verschiedener Glühsysteme auf die Mikrostruktur, die mechanischen Eigenschaften und die Zugbruchmorphologie von kleinen Stäben aus Titanlegierung Gr.38.

Die wichtigsten Rohstoffe zur Herstellung der Titanlegierung Gr.38 sind Titanschwamm und zugesetzte Legierungselemente. Zu den hinzugefügten Legierungselementen gehören Aluminium-Vanadium-Legierung, Aluminiumbohnen, Eisennägel und Titandioxid. Nach dem Mischen, der Elektrodenvorbereitung und anderen Prozessen wurde der Vakuum-Elektrolichtbogenofen für zwei Vakuumschmelzen verwendet, um einen Barren mit einem Durchmesser von 440 mm herzustellen. Der Phasenumwandlungspunkt der Titanlegierung Gr.38 wurde mithilfe der metallografischen Methode zur Temperaturerhöhung mit 970 ± 5 Grad gemessen. Der Barren mit einem Durchmesser von 440 mm wurde acht Mal geschmiedet und schließlich im gewalzten Zustand zu einem Stab mit einem Durchmesser von 20 mm warmgewalzt. Das Glühsystem besteht aus Ofenkühlung, Wasserkühlung und Luftkühlung, nachdem es eine Stunde lang bei 830, 930, 950 und 1000 Grad gehalten wurde.

Schneiden Sie einen 75 mm langen Teststab als Probe für die mechanischen Eigenschaften und einen 20 mm langen Teststab als metallografische Probe aus dem fertigen Stab. Nach dem Glühen ist der Testinhalt fertiggestellt. Der Testinhalt besteht hauptsächlich darin, die Mikrostruktur, die Zugeigenschaften bei Raumtemperatur und die Zugbruchmorphologie unter verschiedenen Glühbedingungen zu testen. Die Ergebnisse zeigten Folgendes:

(1) Nachdem die Gr.38-Legierung eine Stunde lang bei 930-950 Grad gehalten und dann luftgekühlt (oder wassergekühlt) geglüht wurde, kann sie eine höhere Festigkeit und bessere Plastizität erreichen und verfügt über gute umfassende mechanische Eigenschaften.

(2) Nachdem die Gr.38-Legierung eine Stunde lang luftgekühlt und bei 830 Grad geglüht wurde, ist die Streckgrenze niedrig, was sich positiv auf die anschließende Verarbeitung des Materials auswirkt.

(3) Die Zugbruchmorphologie des Gr.38-Legierungsmaterials bei Raumtemperatur zeigt duktile Wabenbrucheigenschaften. Nach einstündigem Glühen bei 1000 Grad sind die Grübchen auf der Bruchfläche relativ klein und flach und die Plastizität ist relativ schlecht.