Διαδικασία ανόπτησης κράματος τιτανίου Gr.38
Ως ελαφρύ δομικό υλικό, το κράμα τιτανίου έχει εξαιρετικές περιεκτικές ιδιότητες, χαμηλή πυκνότητα, υψηλή ειδική αντοχή, καλή αντοχή σε κόπωση και αντίσταση διάδοσης ρωγμών, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, καλή απόδοση συγκόλλησης κ.λπ., επομένως έχει όλο και περισσότερες προοπτικές εφαρμογής στην αεροπορία, την αεροδιαστημική , αυτοκινητοβιομηχανία, ναυπηγική, ενέργεια και άλλες βιομηχανίες. Το κράμα τιτανίου Gr.38 είναι ένα νέο κράμα τιτανίου που αναπτύχθηκε από την εταιρεία ATI Technology στις Ηνωμένες Πολιτείες, το οποίο μπορεί να αντικαταστήσει το πιο κοινό κράμα τιτανίου μέσης και υψηλής αντοχής και η ονομαστική του σύνθεση είναι Ti-4Al{-2 .5V-1.5Fe-0.25O, που είναι κράμα τιτανίου υψηλής αντοχής τύπου +. Σε σύγκριση με το κράμα TC4, το κράμα Gr.38 χρησιμοποιεί σίδηρο αντί για βανάδιο υψηλότερου κόστους ως σταθερό στοιχείο, η αντοχή του είναι συγκρίσιμη με το κράμα TC4 και η επιμήκυνση είναι συγκρίσιμη ή ελαφρώς μεγαλύτερη, αλλά είναι διαφορετικό από το ότι μπορεί να είναι και τα δύο θερμή και κρύα επεξεργασία και μπορεί να κατασκευαστεί από λεπτά φύλλα, πηνία, λωρίδες, λωρίδες ακριβείας δεμένες εν θερμώ, χοντρές πλάκες, σωλήνες χωρίς συγκόλληση και χυτά προϊόντα και μηχανικά προϊόντα. Λόγω της εξαιρετικής μορφοποίησης του υπερπλαστικού και των ιδιοτήτων κόπωσης ανοιχτής οπής του κράματος τιτανίου Gr.38, και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για συγκόλληση με ανάδευση με τριβή, χρησιμοποιείται ευρέως, αρκετά κατάλληλο για αντικατάσταση χάλυβα, αλουμινίου, σύνθετων υλικών, καθαρού τιτανίου και άλλα κράματα τιτανίου, ειδικά στην αεροδιαστημική και στρατιωτικά αμυντικά συστήματα έχουν εξαιρετικά ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Μελετήθηκαν οι επιδράσεις διαφορετικών καθεστώτων ανόπτησης στη μικροδομή, τις μηχανικές ιδιότητες και τη μορφολογία θραύσης εφελκυσμού των ράβδων από κράμα τιτανίου Gr.38.
Οι κύριες πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή του κράματος τιτανίου Gr.38 είναι το σφουγγάρι τιτανίου και τα στοιχεία κράματος, τα οποία περιλαμβάνουν κράμα αλουμινίου-βαναδίου, φασόλια αλουμινίου, καρφιά σιδήρου και διοξείδιο του τιτανίου. Μετά την ανάμειξη και την προετοιμασία του ηλεκτροδίου, η ράβδος με Φ440mm παρασκευάστηκε με δύο τήξη υπό κενό σε κλίβανο τόξου αναλώσιμου κενού. Το σημείο μετάβασης φάσης του κράματος τιτανίου Gr.38 είναι 970±5 μοίρες με μεταλλογραφία θερμοκρασίας. Μετά από 8 γύρους σφυρηλάτησης, η ράβδος Φ440mm τελικά κυλά εν θερμώ μέχρι τη ράβδο των Φ20mm και η κατάσταση τυλίγεται. Το σύστημα ανόπτησης είναι ψύξη φούρνου, υδρόψυξη και ψύξη αέρα μετά από διατήρηση στους 830, 930, 950 και 1000 βαθμούς για 1 ώρα αντίστοιχα.
Η ράβδος δοκιμής με μήκος 75 mm κόπηκε από την τελική ράβδο ως δείγμα μηχανικής ιδιότητας και η δοκιμαστική ράβδος με μήκος 20 mm κόπηκε ως μεταλλογραφικό δείγμα και το περιεχόμενο δοκιμής ολοκληρώθηκε μετά την επεξεργασία ανόπτησης. Το κύριο περιεχόμενο του πειράματος είναι η δοκιμή της μικροδομής, των ιδιοτήτων εφελκυσμού σε θερμοκρασία δωματίου και της μορφολογίας της θραύσης σε εφελκυσμό κάτω από διαφορετικά καθεστώτα ανόπτησης. Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι:
(1) Αφού διατηρηθεί στους 930 ~ 950 βαθμούς για 1 ώρα και ανόπτεται με ψύξη αέρα (ή ψύξη νερού), το κράμα Gr.38 μπορεί να αποκτήσει υψηλότερη αντοχή και καλύτερη πλαστικότητα και έχει καλές περιεκτικές μηχανικές ιδιότητες.
(2) Η αντοχή διαρροής του κράματος Gr.38 είναι χαμηλή αφού διατηρηθεί στους 830 μοίρες και ανόπτεται με ψύξη αέρα για 1 ώρα, η οποία είναι ευνοϊκή για την επακόλουθη επεξεργασία του υλικού.
(3) Η μορφολογία θραύσης εφελκυσμού του κράματος Gr.38 σε θερμοκρασία δωματίου έδειξε χαρακτηριστικά όλκιμης θραύσης κηρήθρας. Μετά από ανόπτηση στους 1000 βαθμούς για 1 ώρα, το κούμπωμα στο κάταγμα ήταν σχετικά μικρό και ρηχό και η πλαστικότητά του ήταν σχετικά κακή.
