Glødeprosess av Gr38 titanlegering

Gr.38 titanlegering er en ny titanlegering utviklet av ATI Technology Company i USA. Den kan erstatte den vanligste middels og høystyrke titanlegeringen. Dens nominelle sammensetning er Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, som er en + -type høystyrke titanlegering. Sammenlignet med TC4-legering, bruker Gr.38-legering jern i stedet for dyrere vanadium som et stabiliserende element. Styrken tilsvarer styrken til TC4-legering, og forlengelsen er tilsvarende eller litt høyere. Det som imidlertid er annerledes er at det både kan varmebehandles og det kan kaldbehandles og kan lages til tynne plater, spoler, strimler, presisjons varmvalsede strimler, tykke plater, sømløse rør, støpegods og konstruerte produkter. I lys av det faktum at Gr.38 titanlegering har utmerket superplastisk formbarhet og poreutmattingsytelse, og kan også brukes til friksjonsrørsveising, har den et bredt spekter av bruksområder og er ganske egnet til å erstatte stål, aluminium, komposittmaterialer, rent titan og andre materialer. Titanlegeringer har ekstremt brede bruksmuligheter, spesielt i romfart og militære forsvarssystemer. Det er for tiden svært få forskningsrapporter om denne legeringen. Derfor studerte forskere effektene av forskjellige glødesystemer på mikrostrukturen, de mekaniske egenskapene og strekkbruddmorfologien til Gr.38 titanlegerings små stenger.

De viktigste råvarene som brukes til å fremstille Gr.38 titanlegering er titansvamp og tilsatte legeringselementer. De tilsatte legeringselementene inkluderer aluminiumvanadiumlegering, aluminiumsbønner, jernspiker og titandioksid. Etter blanding, elektrodepreparering og andre prosesser, ble den vakuumforbrukbare lysbueovnen brukt til to vakuumsmeltinger for å fremstille en Φ440 mm ingot. Fasetransformasjonspunktet til Gr.38 titanlegering ble målt til å være 970±5 grader ved bruk av den temperaturøkende metallografiske metoden. Φ440 mm barren ble smidd i 8 ganger og til slutt varmvalset til en Φ20 mm stang i valset tilstand. Glødesystemet er henholdsvis ovnskjøling, vannkjøling og luftkjøling etter å ha holdt på 830, 930, 950 og 1000 grader i 1 time.

Skjær en 75 mm lang teststav fra den ferdige stangen som en prøve av mekaniske egenskaper, og kutt en 20 mm lang teststav som en metallografisk prøve. Etter gløding er testinnholdet fullført. Testinnholdet er hovedsakelig for å teste mikrostruktur, romtemperatur strekkegenskaper og strekkbruddmorfologi under ulike gløderegimer. Resultatene viste at:

(1) Etter å ha blitt holdt ved 930-950 grad i 1 time og deretter luftkjølt (eller vannkjølt) glødet, kan Gr.38-legeringen oppnå høyere styrke og bedre plastisitet, og har gode omfattende mekaniske egenskaper.

(2) Etter at Gr.38-legeringen er luftkjølt og glødet ved 830 grader i 1 time, er flytegrensen lav, noe som er gunstig for den etterfølgende behandlingen av materialet.

(3) Romtemperatur strekkbruddmorfologien til Gr.38 legeringsmateriale viser bikakeformede duktile bruddegenskaper. Etter gløding ved 1000 grader i 1 time er gropene på bruddoverflaten relativt små og grunne, og plastisiteten er relativt dårlig.