Proces žíhání titanové slitiny Gr38

Titanová slitina jako lehký konstrukční materiál má vynikající komplexní výkon, nízkou hustotu, vysokou měrnou pevnost, dobrou únavovou pevnost a odolnost proti rozšíření trhlin, vynikající odolnost proti korozi, dobrý svařovací výkon atd., takže má stále širší vyhlídky na použití v letectví, kosmonautiku, automobilový průmysl, stavbu lodí, energetiku a další průmyslová odvětví. Titanová slitina Gr.38 je nová slitina titanu vyvinutá společností ATI Technologies v USA, kterou lze použít k nahrazení nejběžnějších středních jmenovitých složení Gr.38 slitina titanu je Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, což je druh + -typu vysoce pevné titanové slitiny. Ve srovnání se slitinou TC4 slitina Gr.38 využívá jako stabilizační prvek železo místo dražšího vanadu a její pevnost je srovnatelná se slitinou TC4 a její tažnost je srovnatelná nebo mírně vyšší, ale na rozdíl od ní je schopna zpracování za tepla i za studena a lze z nich vyrobit tenké plechy, svitky, pásy, přesné pásy tažené za tepla, tlusté plechy, bezešvé trubky, stejně jako odlitky a technické výrobky. Vzhledem k tomu, že slitina titanu Gr.38 má vynikající superplastické tvarování a únavový výkon otevřených otvorů, ale také může být svařováním třením, jeho použití je velmi široké, docela vhodné pro nahrazení oceli, hliníku, kompozitních materiálů, čistého titanu a dalších slitin titanu, zejména v leteckém a vojenském obranném systému má velmi široké uplatnění. V současné době existuje velmi málo výzkumných zpráv o této slitině, proto vědci studovali vliv různých režimů žíhání malých tyčí z titanové slitiny Gr.38 na mikrostrukturu, mechanické vlastnosti a morfologii tahového lomu.

Hlavními surovinami používanými při přípravě titanové slitiny Gr.38 jsou titanová houba a přidané legující prvky a přidané legovací prvky jsou slitina hliníku a vanadu, hliníkové boby, železné hřebíky a oxid titaničitý. Po procesu míchání a přípravy elektrody byl nakonec připraven ingot Φ440mm dvěma vakuovými tavbami pomocí vakuové elektrické obloukové pece pro vlastní spotřebu. Bod fázového přechodu titanové slitiny Gr.38 byl naměřen na 970±5 stupňů pomocí metalografie za zvýšené teploty. Ingot Φ440 mm byl kován 8krát vypalováním a nakonec válcován za tepla na tyč Φ20 mm ve válcovaném stavu. Žíhací systém je chlazení pece, chlazení vodou a chlazení vzduchem po udržování na 830, 930, 950 a 1000 stupních po dobu 1 hodiny.
Z hotové tyče byla vyříznuta zkušební tyč o délce 75 mm jako vzorek mechanických vlastností a zkušební tyč o délce 20 mm byla vyříznuta jako metalografický vzorek, aby se dokončil testovaný obsah po zpracování žíháním. Obsahem testu je především testování mikrostruktury, tahových vlastností při pokojové teplotě a morfologie tahového lomu v různých režimech žíhání. Výsledky testu ukázaly, že:
(1) Po žíhání na 930~950 stupňů s 1h izolací a následném chlazení vzduchem (nebo vodním chlazením) může slitina Gr.38 získat vysokou pevnost a dobrou plasticitu a komplexní mechanické vlastnosti jsou dobré.
(2) Slitina Gr.38 s tepelnou konzervací 830 stupňů 1h po vzduchem chlazeném žíhání, mez kluzu je nízká, je vhodná pro následné zpracování materiálů
(3) slitinový materiál Gr.38 morfologie tahového lomu při pokojové teplotě jsou voštinové charakteristiky lomu, 1000 stupňů tepelná konzervace 1h po žíhání, jeho lom na houževnatosti hnízda je relativně malý a mělký, má relativně špatnou plasticitu.