Διαδικασία ανόπτησης για κράμα τιτανίου Gr38

Το κράμα τιτανίου, ως ελαφρύ δομικό υλικό, έχει εξαιρετική συνολική απόδοση, χαμηλή πυκνότητα, υψηλή ειδική αντοχή, καλή αντοχή σε κόπωση και αντοχή στην επέκταση ρωγμών, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, καλή απόδοση συγκόλλησης κ.λπ., επομένως έχει μια ολοένα και πιο ευρεία προοπτική εφαρμογής σε η αεροπορία, η αεροδιαστημική, η αυτοκινητοβιομηχανία, η ναυπηγική, η ενέργεια και άλλες βιομηχανίες. Το κράμα τιτανίου Gr.38 είναι ένα νέο κράμα τιτανίου που αναπτύχθηκε από την ATI Τεχνολογίες στις ΗΠΑ, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση του πιο συνηθισμένου μέσου- Η ονομαστική σύνθεση του κράματος τιτανίου Gr.38 είναι Ti-4Al-2.5V-1.5Fe{{8 }}.25O, το οποίο είναι ένα είδος + -τύπου κράματος τιτανίου υψηλής αντοχής. Σε σύγκριση με το κράμα TC4, το κράμα Gr.38 χρησιμοποιεί σίδηρο αντί για το πιο δαπανηρό βανάδιο ως στοιχείο σταθεροποίησης και η αντοχή του είναι συγκρίσιμη με εκείνη του κράματος TC4 και η επιμήκυνσή του είναι συγκρίσιμη ή ελαφρώς μεγαλύτερη, αλλά σε αντίθεση με αυτό, είναι ικανό θερμής και ψυχρής κατεργασίας και μπορεί να κατασκευαστεί σε λεπτά φύλλα, πηνία, λωρίδες, λωρίδες ακριβείας θερμής έλξης, παχιά πλάκες, σωλήνες χωρίς ραφή, καθώς και προϊόντα χύτευσης και μηχανικής. Δεδομένου ότι το κράμα τιτανίου Gr.38 έχει εξαιρετική υπερπλαστική διαμόρφωση και απόδοση κόπωσης ανοιχτής οπής, αλλά μπορεί επίσης να είναι συγκόλληση με τριβή, η χρήση του είναι πολύ ευρεία, αρκετά κατάλληλη για αντικατάσταση χάλυβα, αλουμινίου, σύνθετων υλικών, καθαρού τιτανίου και άλλων κραμάτων τιτανίου, ειδικά στον αεροδιαστημικό και στρατιωτικό αμυντικό σύστημα έχει πολύ ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Επί του παρόντος, υπάρχουν πολύ λίγες ερευνητικές αναφορές για αυτό το κράμα, επομένως, οι ερευνητές μελέτησαν την επίδραση διαφορετικών ρυθμίσεων ανόπτησης μικρών ράβδων από κράμα τιτανίου Gr.38 στη μικροδομή, τις μηχανικές ιδιότητες και τη μορφολογία θραύσης σε εφελκυσμό.

Οι κύριες πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή του κράματος τιτανίου Gr.38 είναι σφουγγάρι τιτανίου και πρόσθετα στοιχεία κράματος και τα προστιθέμενα στοιχεία κράματος είναι κράμα αλουμινίου-βαναδίου, κόκκοι αλουμινίου, καρφιά σιδήρου και διοξείδιο του τιτανίου. Μετά τη διαδικασία ανάμειξης και παρασκευής ηλεκτροδίων, τελικά, η ράβδος Φ440mm παρασκευάστηκε με δύο τήξεις κενού με χρήση ηλεκτρικού τόξου ιδιοκατανάλωσης κενού. Το σημείο μετάβασης φάσης του κράματος τιτανίου Gr.38 μετρήθηκε ότι είναι 970±5 μοίρες χρησιμοποιώντας μεταλλογραφία υψηλής θερμοκρασίας. Η ράβδος Φ440mm σφυρηλατήθηκε για 8 φορές πυρκαγιάς και τελικά η θερμή έλαση σε ράβδο Φ20mm σε κατάσταση έλασης. Το σύστημα ανόπτησης είναι ψύξη φούρνου, υδρόψυξη και ψύξη αέρα μετά από διατήρηση στους 830, 930, 950 και 1000 βαθμούς για 1 ώρα αντίστοιχα.
Μια δοκιμαστική ράβδος μήκους 75 mm κόπηκε από την τελική ράβδο ως δείγμα μηχανικής ιδιότητας και μια δοκιμαστική ράβδος μήκους 20 mm κόπηκε ως μεταλλογραφικό δείγμα για να ολοκληρωθεί το περιεχόμενο δοκιμής μετά την επεξεργασία ανόπτησης. Το περιεχόμενο της δοκιμής προορίζεται κυρίως για τη δοκιμή της μικροδομής, των ιδιοτήτων εφελκυσμού σε θερμοκρασία δωματίου και της μορφολογίας θραύσης σε εφελκυσμό κάτω από διαφορετικά καθεστώτα ανόπτησης. Τα αποτελέσματα των δοκιμών έδειξαν ότι:
(1) Μετά από ανόπτηση στους 930~950 βαθμούς με μόνωση 1 ώρας και στη συνέχεια ψύξη αέρα (ή ψύξη νερού), το κράμα Gr.38 μπορεί να αποκτήσει υψηλή αντοχή και καλή πλαστικότητα και οι περιεκτικές μηχανικές ιδιότητες είναι καλές.
(2) Κράμα Gr.38 με διατήρηση θερμότητας 830 μοιρών 1 ώρα μετά την ανόπτηση με ψύξη αέρα, η αντοχή διαρροής είναι χαμηλή, ευνοεί την επακόλουθη επεξεργασία των υλικών
(3) Gr.38 κράμα υλικού σε θερμοκρασία δωματίου μορφολογία θραύσης εφελκυσμού είναι χαρακτηριστικά θραύσης σκληρότητας κηρήθρας, διατήρηση θερμότητας 1000 μοιρών 1 ώρα μετά την ανόπτηση, το κάταγμά του στην σκληρότητα της φωλιάς είναι σχετικά μικρό και ρηχό, είναι σχετικά κακή πλαστικότητα.