Вплив термообробки BASCA на мікроструктуру титанового сплаву ТВ18

Титановий сплав має такі переваги, як висока питома міцність, хороша стійкість до корозії тощо, і широко використовується в аерокосмічній, автомобільній та суднобудівній промисловості тощо. Титановий сплав TB18 — це новий тип субстабільного титанового сплаву, розроблений та розроблений United Університети та науково-дослідні інститути націй для розвитку аерокосмічних структурних компонентів Китаю в останні роки. Порівняно з BT22, Ti-1023 та іншими титановими сплавами, цей сплав має кращу здатність до загартування та кращу обробку в гарячому стані, оскільки його виготовлення великорозмірних прутків після міцності термічної обробки понад 1300 МПа все ще має чудову міцність (KIC Більше ніж або дорівнює 60 МПа-м1/2), особливо підходить для використання в якості шасі літака, поперечної балки та інших важливих несучих частин авіаційної промисловості.
З розвитком аерокосмічних транспортних засобів у бік високої швидкості потрібно не тільки підвищити рівень міцності титанових сплавів, але також висуваються більш високі вимоги до міцності титанових сплавів, тобто підвищуючи міцність титанових сплавів, міцність слід підтримувати на високому рівні. Порівняно з + термічною обробкою, термічна обробка буде перешкоджати руху дислокації через наявність меж зерен, так що сплав зміцнюється. У той же час, через існування великої кількості переплетених пластинчастих кластерів у внутрішньокристалічній пластинчастій організації, тріщини в цих кластерах будуть змінювати орієнтацію, в результаті чого траєкторії тріщин будуть зигзагоподібними, більше розгалужуються, загальна довжина збільшується, виникнення розриву вимагає більше енергії, і тому сплав має більш високу в'язкість до руйнування. Таким чином, термічна обробка може зробити титановий сплав відмінною в'язкістю до руйнування, отримуючи при цьому вищу міцність, що є ефективним способом вирішення протиріччя між міцністю та в'язкістю титанового сплаву. Процес термічної обробки з повільним охолодженням твердого розчину (BASCA) — це різновид процесу термічної обробки тонкостінних конструкційних деталей аерокосмічної промисловості з високоміцних титанових сплавів, щоб зменшити чутливість до пошкоджень і забезпечити їм високу міцність і ударну в’язкість.
З цією метою було досліджено вплив термічної обробки BASCA на мікроструктуру та механічні властивості титанового сплаву TB18 з метою створення основи для розробки відповідного процесу зміцнення термічної обробки.
(1) Брусок титанового сплаву TB18 у -фазовій області твердого розчину в умовах повільного охолодження, -фаза в межах зерен і внутрішньокристалічних осадах, внутрішньокристалічна -фаза є гострою або короткою голкою, межена зерен -фаза - це в основному тонка плівка, вбудована в межі зерен. Швидкість охолодження має більший вплив на фазу на межі зерна, коли швидкість охолодження становить 1 градус/хв, фаза на межі зерна з лінзоподібним розривним опадом на межі зерна, утворюючи «намисто» організації. У міру зниження швидкості охолодження виділення зернограничної фази стає все більшим і пов’язаним один з одним як єдине ціле, і поступово укрупнюється до безперервної хвилеподібної форми.
(2) Плитка з титанового сплаву TB18 має гарний ефект посилення старіння, обробка твердим розчином старіння може підвищити міцність 400-500 МПа. повільне охолодження з утворенням зернограничної фази несприятливо позначається на пластичності сплаву, в'язкості. З уповільненням швидкості охолодження пластичність і в'язкість сплаву знижуються, особливо в'язкість руйнування значно знижується з 86.9MPa-m1/2 після повітряного охолодження до 57.8MPa-m1/2 під тиском. умові повільного охолодження при 0.25 град./хв, що вказує на те, що в'язкість руйнування сплаву має високу чутливість до зернограничної фази.
(3) Використання процесу термічної обробки BASCA дозволяє титановому сплаву TB18 отримати відмінні загальні характеристики з відносним подовженням 8% і в’язкістю до руйнування понад 80 МПа·м1/2 при рівні міцності на розрив, близькому до 1300 МПа.