Postopek žarjenja titanove zlitine Gr38

Titanova zlitina ima kot lahek strukturni material odlično celovito zmogljivost, nizko gostoto, visoko specifično trdnost, dobro utrujenostno trdnost in odpornost proti širjenju razpok, odlično odpornost proti koroziji, dobro varilno zmogljivost itd., zato ima vse širšo možnost uporabe v letalska, vesoljska, avtomobilska, ladjedelniška, energetska in druga industrija. Titanova zlitina Gr.38 je nova titanova zlitina razvilo podjetje ATI Technologies v ZDA, ki se lahko uporablja za zamenjavo najpogostejših medijev - Nazivna sestava titanove zlitine Gr.38 je Ti-4Al-2.5V-1.5Fe -0.25O, ki je vrsta + -titanove zlitine visoke trdnosti. V primerjavi z zlitino TC4 zlitina Gr.38 uporablja železo namesto dražjega vanadija kot stabilizacijski element, njena trdnost pa je primerljiva z zlitino TC4, njen raztezek pa je primerljiv ali nekoliko višji, vendar je za razliko od nje sposoben za vročo in hladno obdelavo in se lahko izdelajo v tanke pločevine, zvitke, trakove, natančne vroče vlečene trakove, debele plošče, brezšivne cevi, kot tudi odlitki in inženirski izdelki. Glede na Gr.38 ima titanova zlitina odlično superplastično oblikovanje in odpornost na utrujenost odprte luknje, lahko pa je tudi varjenje s trenjem in mešanjem, njegova uporaba je zelo široka, zelo primerna za zamenjavo jekla, aluminija, kompozitnih materialov, čistega titana in drugih titanovih zlitin, zlasti v letalskem in vojaškem obrambnem sistemu ima zelo široke možnosti uporabe. Trenutno obstaja zelo malo raziskovalnih poročil o tej zlitini, zato so raziskovalci preučevali učinek različnih žarilnih režimov majhnih palic iz titanove zlitine Gr.38 na mikrostrukturo, mehanske lastnosti in morfologijo nateznega loma.

Glavne surovine, uporabljene pri pripravi titanove zlitine Gr.38, so titanova goba in dodani legirni elementi, dodani legirni elementi pa so aluminij-vanadijeva zlitina, aluminijeva zrna, železni žeblji in titanov dioksid. Po procesu mešanja in priprave elektrode smo končno pripravili ingot Φ440 mm z dvema vakuumskim taljenjem z uporabo vakuumske samoporabne elektroobločne peči. Točka faznega prehoda titanove zlitine Gr.38 je bila izmerjena na 970±5 stopinj z uporabo metalografije pri povišani temperaturi. Ingot Φ440 mm je bil kovan 8-krat v požaru in končno vroče valjan na palico Φ20 mm v valjanem stanju. Sistem žarjenja je hlajenje v peči, vodno hlajenje in zračno hlajenje po zadrževanju pri 830, 930, 950 oziroma 1000 stopinjah 1 uro.
Iz končne palice je bila izrezana 75 mm dolga preskusna palica kot vzorec za mehanske lastnosti in 20 mm dolga preskusna palica je bila odrezana kot metalografski vzorec za dokončanje preskusne vsebine po obdelavi z žarjenjem. Vsebina preskusa je predvsem testiranje mikrostrukture, nateznih lastnosti pri sobni temperaturi in morfologije nateznega loma pri različnih režimih žarjenja. Rezultati testa so pokazali, da:
(1) Po žarjenju pri 930~950 stopinjah z 1-urno izolacijo in nato zračnim hlajenjem (ali vodnim hlajenjem) lahko zlitina Gr.38 pridobi visoko trdnost in dobro plastičnost, celovite mehanske lastnosti pa so dobre.
(2) Zlitina Gr.38 z ohranjanjem toplote 830 stopinj 1 uro po zračno hlajenem žarjenju, meja tečenja je nizka, je ugodna za kasnejšo obdelavo materialov
(3) Gr.38 material zlitine pri sobni temperaturi natezni zlom morfologija so satovje žilavost zlom značilnosti, 1000 stopinj ohranjanje toplote 1 uro po žarjenju, njegov zlom na žilavost gnezda je relativno majhen in plitvo, je relativno slaba plastičnost.