Postopek žarjenja titanove zlitine Gr38

Titanova zlitina Gr.38 je nova titanova zlitina, ki jo je razvilo podjetje ATI Technology Company v Združenih državah Amerike. Lahko nadomesti najpogostejšo zlitino titana srednje in visoke trdnosti. Njegova nominalna sestava je Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, ki je + -titanova zlitina visoke trdnosti. V primerjavi z zlitino TC4 zlitina Gr.38 kot stabilizacijski element uporablja železo namesto dražjega vanadija. Njegova trdnost je enakovredna zlitini TC4, njen raztezek pa je enak ali nekoliko večji. Razlika pa je v tem, da je lahko vroče obdelan in hladno obdelan ter izdelan v tanke plošče, zvitke, trakove, natančne vroče valjane trakove, debele plošče, brezšivne cevi, ulitke in inženirske izdelke. Glede na dejstvo, da ima titanova zlitina Gr.38 odlično superplastično sposobnost oblikovanja in odpornost proti utrujenosti por ter se lahko uporablja tudi za varjenje s trenjem in mešanjem, ima širok spekter uporabe in je zelo primerna za zamenjavo jekla, aluminija, kompozitnih materialov, čisti titan in drugi materiali. Titanove zlitine imajo izjemno široke možnosti uporabe, zlasti v vesoljskih in vojaških obrambnih sistemih. Trenutno obstaja zelo malo poročil o raziskavah te zlitine. Zato so raziskovalci proučevali učinke različnih sistemov žarjenja na mikrostrukturo, mehanske lastnosti in morfologijo nateznega loma majhnih palic iz titanove zlitine Gr.38.

Glavne surovine, ki se uporabljajo za pripravo titanove zlitine Gr.38, so titanova goba in dodani legirni elementi. Dodani legirni elementi vključujejo aluminijevo vanadijevo zlitino, aluminijeva zrna, železne žeblje in titanov dioksid. Po mešanju, pripravi elektrod in drugih postopkih je bila vakuumska potrošna elektroobločna peč uporabljena za dve vakuumski taljenji za pripravo ingota Φ440 mm. Točka fazne transformacije titanove zlitine Gr.38 je bila izmerjena na 970 ± 5 stopinj z uporabo metalografske metode z zviševanjem temperature. Ingot Φ440 mm je bil 8-krat kovan in končno vroče valjan v palico Φ20 mm v valjanem stanju. Sistem žarjenja je hlajenje v peči, vodno hlajenje in zračno hlajenje po držanju pri 830, 930, 950 in 1000 stopinjah 1 uro.

Iz končane palice izrežite 75 mm dolgo preskusno palico kot vzorec mehanskih lastnosti in izrežite 20 mm dolgo preskusno palico kot metalografski vzorec. Po žarjenju je testna vsebina končana. Vsebina preskusa je predvsem testiranje mikrostrukture, nateznih lastnosti pri sobni temperaturi in morfologije nateznega loma pri različnih režimih žarjenja. Rezultati so pokazali, da:

(1) Po 1 uri vzdrževanja pri 930-950 stopinjah in nato zračno (ali vodno) hlajenem žarjenju lahko zlitina Gr.38 pridobi večjo trdnost in boljšo plastičnost ter ima dobre celovite mehanske lastnosti.

(2) Ko je zlitina Gr.38 zračno ohlajena in žarjena pri 830 stopinjah 1 uro, je meja tečenja nizka, kar je koristno za nadaljnjo obdelavo materiala.

(3) Morfologija nateznega loma pri sobni temperaturi zlitine Gr.38 kaže značilnosti duktilnega loma v obliki satja. Po 1-urnem žarjenju pri 1000 stopinjah so vdolbinice na površini zloma razmeroma majhne in plitke, njegova plastičnost pa relativno slaba.