Proces žíhania titánovej zliatiny Gr38

Zliatina titánu Gr.38 je nová zliatina titánu vyvinutá spoločnosťou ATI Technology Company v Spojených štátoch. Môže nahradiť najbežnejšiu stredne a vysoko pevnú zliatinu titánu. Jeho nominálne zloženie je Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, čo je + -typ vysokopevnostnej zliatiny titánu. V porovnaní so zliatinou TC4 zliatina Gr.38 používa ako stabilizačný prvok železo namiesto drahšieho vanádu. Jeho pevnosť je ekvivalentná pevnosti zliatiny TC4 a jej predĺženie je ekvivalentné alebo mierne vyššie. Čo sa však líši, je to, že môže byť spracované za tepla aj za studena a môže byť vyrobené na tenké dosky, zvitky, pásy, presné pásy valcované za tepla, hrubé plechy, bezšvíkové rúry, odliatky a technické výrobky. Vzhľadom k tomu, že titánová zliatina Gr.38 má výbornú superplastickú tvárnosť a výkonnosť pri únave pórov a možno ju použiť aj na zváranie trením, má široké využitie a je celkom vhodná na nahradenie ocele, hliníka, kompozitných materiálov, čistý titán a iné materiály. Zliatiny titánu majú extrémne široké uplatnenie, najmä v kozmickom a vojenskom obrannom systéme. V súčasnosti existuje len veľmi málo výskumných správ o tejto zliatine. Preto výskumníci študovali účinky rôznych systémov žíhania na mikroštruktúru, mechanické vlastnosti a morfológiu ťahového lomu malých tyčí z titánovej zliatiny Gr.38.

Hlavnými surovinami používanými na prípravu titánovej zliatiny Gr.38 sú titánová huba a pridané legujúce prvky. Medzi pridané legujúce prvky patrí zliatina hliníka a vanádu, hliníkové bôby, železné klince a oxid titaničitý. Po zmiešaní, príprave elektród a ďalších procesoch sa vákuová spotrebná elektrická oblúková pec použila na dve vákuové tavenia na prípravu ingotu Φ440 mm. Bod fázovej transformácie titánovej zliatiny Gr.38 bol nameraný na 970±5 stupňov použitím metalografickej metódy zvyšujúcej teplotu. Ingot Φ440 mm bol kovaný 8-krát a nakoniec valcovaný za tepla na tyč Φ20 mm vo valcovanom stave. Žíhacím systémom je chladenie pece, chladenie vodou a chladenie vzduchom po udržiavaní pri 830, 930, 950 a 1000 stupňoch počas 1 hodiny.

Z hotovej tyče odrežte skúšobnú tyč dlhú 75 mm ako vzorku mechanických vlastností a odrežte skúšobnú tyč dlhú 20 mm ako metalografickú vzorku. Po žíhaní je obsah testu dokončený. Obsahom testu je hlavne testovanie mikroštruktúry, ťahových vlastností pri izbovej teplote a morfológie ťahového lomu pri rôznych režimoch žíhania. Výsledky ukázali, že:

(1) Po 1 hodinovom udržiavaní pri teplote 930-950 a následnom žíhaní vzduchom (alebo vodou chladením) môže zliatina Gr.38 získať vyššiu pevnosť a lepšiu plasticitu a má dobré komplexné mechanické vlastnosti.

(2) Po ochladení zliatiny Gr.38 vzduchom a žíhaní pri teplote 830 stupňov počas 1 hodiny je medza klzu nízka, čo je výhodné pre následné spracovanie materiálu.

(3) Morfológia ťahového lomu pri izbovej teplote materiálu zliatiny Gr.38 vykazuje voštinové ťažné lomové charakteristiky. Po žíhaní pri 1000 stupňoch počas 1 hodiny sú jamky na povrchu lomu relatívne malé a plytké a ich plasticita je relatívne nízka.