فرآیند بازپخت برای آلیاژ تیتانیوم Gr38

آلیاژ تیتانیوم، به عنوان یک ماده ساختاری سبک، دارای عملکرد جامع عالی، چگالی کم، استحکام ویژه بالا، استحکام خستگی خوب و مقاومت در برابر امتداد ترک، مقاومت در برابر خوردگی عالی، عملکرد جوشکاری خوب و غیره است، بنابراین چشم‌انداز کاربرد وسیع‌تری دارد. هوانوردی، هوافضا، خودروسازی، کشتی سازی، انرژی و سایر صنایع. آلیاژ تیتانیوم Gr.38 یک آلیاژ تیتانیوم جدید است که توسط ATI ساخته شده است. فن آوری در ایالات متحده آمریکا، که می تواند برای جایگزینی معمول ترین محیط استفاده شود- ترکیب اسمی آلیاژ تیتانیوم Gr.38 است Ti-4Al-2.5V-1.5Fe{{8 }}.25O که نوعی آلیاژ تیتانیوم با استحکام بالا + -نوعی است. در مقایسه با آلیاژ TC4، آلیاژ Gr.38 از آهن به جای وانادیوم گران‌تر به عنوان عنصر تثبیت‌کننده استفاده می‌کند و استحکام آن با آلیاژ TC4 قابل مقایسه است و ازدیاد طول آن قابل مقایسه یا کمی بیشتر است، اما بر خلاف آن، قابلیت دارد. از کار گرم و همچنین سرد، و می توان آن را به ورق های نازک، کلاف، نوارها، نوارهای دقیق کشش گرم، ضخیم ساخت صفحات، لوله های بدون درز، و همچنین ریخته گری و محصولات مهندسی شده. از نظر آلیاژ تیتانیوم Gr.38 دارای شکل گیری فوق العاده عالی و عملکرد خستگی سوراخ باز است، اما همچنین می تواند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی باشد، استفاده از آن بسیار گسترده است، برای جایگزینی فولاد، آلومینیوم، مواد کامپوزیت، تیتانیوم خالص و سایر آلیاژهای تیتانیوم کاملاً مناسب است. به ویژه در هوافضا و سیستم دفاع نظامی چشم انداز کاربردی بسیار گسترده ای دارد. در حال حاضر، گزارش‌های تحقیقاتی بسیار کمی در مورد این آلیاژ وجود دارد، بنابراین، محققان تأثیر رژیم‌های بازپخت میله‌های کوچک آلیاژ تیتانیوم Gr.38 را بر ریزساختار، خواص مکانیکی و مورفولوژی شکست کششی مورد مطالعه قرار دادند.

مواد اولیه اصلی مورد استفاده در تهیه آلیاژ تیتانیوم Gr.38 اسفنج تیتانیوم و عناصر آلیاژی افزوده شده و عناصر آلیاژی اضافه شده آلیاژ آلومینیوم وانادیم، دانه های آلومینیوم، میخ های آهنی و دی اکسید تیتانیوم می باشد. پس از فرآیند اختلاط و آماده سازی الکترود، در نهایت شمش Φ440 میلی متری با دو ذوب خلاء با استفاده از کوره قوس الکتریکی خود مصرف خلاء تهیه شد. نقطه انتقال فاز آلیاژ تیتانیوم Gr.38 با استفاده از متالوگرافی دمای بالا 5±970 درجه اندازه گیری شد. شمش Φ440 میلی متر برای 8 بار آتش سوزی آهنگری شد و در نهایت در حالت نورد شده تا نوار Φ20 میلی متر نورد گرم شد. سیستم بازپخت پس از نگهداری به ترتیب در دمای 830، 930، 950 و 1000 درجه به مدت 1 ساعت، خنک کننده کوره، خنک کننده آبی و خنک کننده هوا است.
یک میله آزمایشی به طول 75 میلی متر از میله نهایی به عنوان نمونه خواص مکانیکی و یک میله آزمایشی به طول 20 میلی متر به عنوان نمونه متالوگرافی برای تکمیل محتوای آزمایش پس از عملیات بازپخت بریده شد. محتوای آزمایش عمدتاً برای آزمایش ریزساختار، خواص کششی دمای اتاق و مورفولوژی شکست کششی تحت رژیم‌های مختلف بازپخت است. نتایج آزمایش نشان داد که:
(1) پس از بازپخت در 930 ~ 950 درجه با عایق 1 ساعت و سپس خنک کننده هوا (یا خنک کننده آب)، آلیاژ Gr.38 می تواند استحکام بالا و انعطاف پذیری خوب را به دست آورد و خواص مکانیکی جامع خوب است.
(2) آلیاژ Gr.38 با حفظ حرارت 830 درجه 1 ساعت پس از بازپخت با هوا خنک، استحکام تسلیم کم است، برای پردازش بعدی مواد مفید است.
(3) آلیاژ Gr.38 آلیاژ دمای اتاق مورفولوژی شکست کششی ویژگی های شکست لانه زنبوری چقرمگی، 1000 درجه حفظ حرارت 1 ساعت پس از بازپخت، شکستگی آن در چقرمگی لانه نسبتا کوچک و کم عمق است، آن انعطاف پذیری نسبتا ضعیف است.