Hợp kim titan BT16 cho hiệu suất buộc chặt đầu nguội

Hợp kim titan Ti-3AI-5Mo-4.5V (BT16) được phát triển bởi Viện nghiên cứu hợp kim nhẹ của Nga. Nó là một loại hợp kim titan hai pha điển hình, có độ bền cao. Nó có tính chất cơ học tuyệt vời và đặc tính hình thành tiêu đề lạnh. Đặc điểm chính của sản phẩm bán thành phẩm hợp kim này là các dây và thanh được cuộn và kéo có đường kính từ 4 đến 10 mm, có thể được sử dụng để sản xuất ốc vít, bu lông, đinh tán và các ốc vít hàng không khác thông qua tiêu đề nguội.

Đặc điểm của hợp kim titan BT16 là: chứa một lượng nhỏ Al, một lượng lớn nguyên tố ổn định (Mo), hệ số ổn định pha K cao tới 0.8, hàm lượng -phase là khoảng 25% ~ 30%, và nó có hiệu suất cao ở trạng thái ủ hoặc dập tắt. sự ổn định. Độ dẻo, mặc dù dung dịch rắn + hợp kim lão hóa có độ bền cao hơn nhưng độ dẻo không giảm đáng kể. Các pha chuyển tiếp chính xuất hiện trong hợp kim titan trong quá trình xử lý nhiệt là pha ′, pha ″ và pha lão hóa dập tắt.

Nga sử dụng dây hợp kim BT16 ủ cho tiêu đề nguội để sản xuất ốc vít hàng không. Các học giả trong và ngoài nước đã tiến hành nghiên cứu sâu rộng về quá trình ủ, vi cấu trúc, cấu trúc pha và tính chất cơ học của hợp kim titan BT16. Các ốc vít tăng cường biến dạng nguội làm bằng hợp kim BT16 đòi hỏi số giờ lao động và chi phí thấp nhất và có thể được sử dụng vô thời hạn dưới 160 độ; ốc vít làm bằng hợp kim BT16 có độ tuổi dung dịch có thể hoạt động ở nhiệt độ lên tới 350 độ.

Để cung cấp cơ sở lý thuyết và dữ liệu thực nghiệm cho nghiên cứu sâu hơn và tối ưu hóa hợp kim titan BT16 và các ứng dụng của nó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi quang học (OM), kính hiển vi điện tử quét (SEM), v.v. để nghiên cứu sự phát triển cấu trúc tổ chức của titan BT16 hợp kim trong quá trình sản xuất. (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Và ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến tính chất cơ học của dây hợp kim.

Dây hợp kim titan BT16 có đường kính 6,5 mm đã được sử dụng trong thí nghiệm và thành phần hóa học của nó được thể hiện trong Bảng 1. Quy trình chuẩn bị dây hợp kim là: đúc phôi → phôi → rèn → cán. Đầu tiên, hai lò nấu chảy điện cực tiêu hao chân không được sử dụng để thu được các thỏi hợp kim titan Φ210mm BT16, sau đó các phôi được cắt. Nhiệt độ ban đầu là 1150 độ, nhiệt độ cuối được kiểm soát ở khoảng 800 độ, sau đó được rèn nóng thành một thanh dây có đường kính 7,5mm. Xử lý ủ cuối cùng: 780 độ trong 2 giờ, làm nguội lò đến 550 độ, sau đó làm mát bằng không khí. Bề mặt của thanh dây ủ được đánh bóng để chuẩn bị cho thí nghiệm ủ nguội.

Các mẫu dây hợp kim titan BT16 và mẫu đầu nguội được quan sát và phân tích bằng kính hiển vi quang học phản xạ và truyền qua thẳng đứng LEICA DM2500M (OM), kính hiển vi điện tử truyền qua JEOL JEM?2100 (TEM) và kính hiển vi điện tử quét độ phân giải cao JEOL JSEM?7001F (SEM). phân tích. Tỷ lệ ăn mòn hóa học là 2,5mLHf+3mLHNO3+5mLHCl+89.5mLH2O. Kết quả kiểm tra như sau:

(1) Hệ thống ủ của dây hợp kim BT16 là: 760 ~ 830 độ, 2h +550 độ, làm mát bằng không khí. Các tính chất cơ học của dây thu được như sau: σb là 870 đến 935MPa, δ là 22% đến 25% và ψ là 62% đến 65%. Biến dạng tiêu đề lạnh của nó đạt tới 80%. Cấu trúc hợp kim sau khi ủ bao gồm pha cân bằng sơ cấp, một lượng nhỏ pha dải ngắn và pha giữa các hạt.

(2) Sau khi dung dịch rắn (làm mát bằng không khí) + lão hóa, cấu trúc hợp kim bao gồm pha và pha sơ cấp đẳng trục không đều và các kết tủa pha ′ giống như kim; sau khi dung dịch rắn (làm nguội) + lão hóa, hợp kim bao gồm thành phần pha cân bằng. Cấu trúc hai trạng thái bao gồm pha sơ cấp và pha giữa các hạt bao gồm pha sơ cấp, pha giữa các hạt và pha dạng kim kết tủa trong pha.