Processus de recuit pour l'alliage de titane Gr38

L'alliage de titane, en tant que matériau structurel léger, présente d'excellentes performances globales, une faible densité, une résistance spécifique élevée, une bonne résistance à la fatigue et à l'extension des fissures, une excellente résistance à la corrosion, de bonnes performances de soudage, etc., il a donc une perspective d'application de plus en plus large dans l'aviation, l'aérospatiale, l'automobile, la construction navale, l'énergie et d'autres industries. L'alliage de titane Gr.38 est un nouvel alliage de titane développé par ATI Technologies aux États-Unis, qui peut être utilisé pour remplacer le milieu le plus courant. La composition nominale du Gr.38 l'alliage de titane est Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, qui est une sorte d'alliage de titane à haute résistance de type + -. Comparé à l'alliage TC4, l'alliage Gr.38 utilise du fer au lieu du vanadium plus coûteux comme élément stabilisant, et sa résistance est comparable à celle de l'alliage TC4, et son allongement est comparable ou légèrement supérieur, mais contrairement à lui, il est capable de travail à chaud comme à froid, et peut être transformé en feuilles minces, bobines, bandes, bandes étirées à chaud de précision, plaques épaisses, tubes sans soudure, ainsi qu'en pièces moulées et produits d'ingénierie. Compte tenu de l'alliage de titane Gr.38 a d'excellentes performances de formage superplastique et de fatigue des trous ouverts, mais peut également être soudé par friction malaxage, son utilisation est très large, tout à fait appropriée pour remplacer l'acier, l'aluminium, les matériaux composites, le titane pur et d'autres alliages de titane, en particulier dans le système de défense aérospatiale et militaire, il a de très larges perspectives d'application. À l'heure actuelle, il existe très peu de rapports de recherche sur cet alliage. C'est pourquoi les chercheurs ont étudié l'effet de différents régimes de recuit de petites barres en alliage de titane Gr.38 sur la microstructure, les propriétés mécaniques et la morphologie de la rupture par traction.

Les principales matières premières utilisées dans la préparation de l'alliage de titane Gr.38 sont l'éponge de titane et les éléments d'alliage ajoutés, et les éléments d'alliage ajoutés sont l'alliage aluminium-vanadium, les grains d'aluminium, les clous de fer et le dioxyde de titane. Après le processus de mélange et de préparation des électrodes, enfin, le lingot de Φ440 mm a été préparé par deux fusions sous vide à l'aide d'un four à arc électrique à autoconsommation sous vide. Le point de transition de phase de l'alliage de titane Gr.38 a été mesuré à 970 ± 5 degrés par métallographie à température élevée. Un lingot de Φ440 mm a été forgé pendant 8 temps de cuisson et finalement laminé à chaud en barre de Φ20 mm à l'état laminé. Le système de recuit est le refroidissement du four, le refroidissement par eau et le refroidissement par air après avoir été maintenus à 830, 930, 950 et 1 000 degrés pendant 1 heure respectivement.
Une barre d'essai de 75 mm de long a été découpée dans la barre finie en tant qu'échantillon de propriétés mécaniques et une barre d'essai de 20 mm de long a été découpée en tant qu'échantillon métallographique pour compléter le contenu de l'essai après le traitement de recuit. Le contenu du test consiste principalement à tester la microstructure, les propriétés de traction à température ambiante et la morphologie de rupture en traction sous différents régimes de recuit. Les résultats des tests ont montré que :
(1) Après recuit à 930 ~ 950 degrés avec 1h d'isolation puis refroidissement à l'air (ou refroidissement à l'eau), l'alliage Gr.38 peut obtenir une résistance élevée et une bonne plasticité, et les propriétés mécaniques globales sont bonnes.
(2) Alliage Gr.38 avec conservation de la chaleur à 830 degrés 1 h après le recuit refroidi par air, la limite d'élasticité est faible, est propice au traitement ultérieur des matériaux
(3) La morphologie de rupture de traction à température ambiante du matériau en alliage Gr.38 est des caractéristiques de rupture de ténacité en nid d'abeille, conservation de la chaleur à 1000 degrés 1h après le recuit, sa fracture sur la ténacité du nid est relativement petite et peu profonde, c'est une plasticité relativement mauvaise.