L'aliatge de titani TA18 (Ti-3Al{-2.5V), com a aliatge de titani d'alt rendiment, mostra una àmplia gamma d'aplicacions en aeroespacial, exploració oceànica i dispositius mèdics de gamma alta a causa del seu alt rendiment. força, baixa densitat i excel·lent resistència a la corrosió. L'objectiu d'aquest treball és explorar la influència del procés de tractament tèrmic en la microestructura i el límit elàstic de l'aliatge de titani TA18, amb l'objectiu de proporcionar una base teòrica i suport experimental per a l'aplicació òptima d'aquest aliatge. I. Procés de tractament tèrmic d'aliatge de titani TA18
Com a mitjà clau per regular les propietats de l'aliatge de titani TA18, el tractament tèrmic pot millorar eficaçment la seva microestructura i propietats mecàniques controlant amb precisió la temperatura, el temps i el mode de refrigeració.
Tractament de recuit
Propòsit: Eliminar l'estrès residual de processament, millorar la plasticitat i la duresa del material.
Paràmetres del procés: temperatura 700 graus -800 graus, temps de retenció 1-2 hores, refredament amb el forn.
Efecte: refinar el gra, millorar la uniformitat del material, reduir la resistència a uns 450 MPa, augmentar l'allargament a més del 25%.
Tractament amb solució sòlida
Propòsit: promoure la distribució uniforme de fase i fase, i millorar la resistència i la duresa del material.
Paràmetres del procés: temperatura 900 graus -950 graus, temps de retenció 30-60 minuts, refrigeració ràpida per aigua o aire.
Efecte: la resistència a la fluència augmenta a més de 800 MPa i la resistència a la tracció arriba als 950 MPa, però la plasticitat es redueix lleugerament.
Tractament de l'envelliment
Propòsit: reforçar encara més el material sobre la base del tractament amb solució sòlida i millorar les propietats mecàniques mitjançant la precipitació de fases subestables fines.
Paràmetres del procés: temperatura 500 graus C - 600 graus C, temps de manteniment de 4-8 hores, refredament amb el forn.
Efecte: resistència a la fluència de fins a 900 MPa o més, resistència a la tracció d'uns 1000 MPa, però la plasticitat es redueix encara més a un 10%.
En segon lloc, anàlisi de la força de rendiment d'aliatge de titani TA18
La resistència a la fluència com a indicador important per avaluar la capacitat de deformació plàstica del material, pel procés de tractament tèrmic es veu profundament afectat.
Estat sense tractar: límit elàstic d'uns 620 MPa, resistència a la tracció d'uns 780 MPa, allargament d'un 20%, amb bona plasticitat però baixa resistència.
Estat de recuit: mitjançant el tractament de recuit, el límit elàstic es redueix a uns 450 MPa, acompanyat d'un augment significatiu de l'allargament, que millora la plasticitat i la duresa del material.
Estat de solució sòlida: el tractament amb solució sòlida millora significativament la resistència, amb un límit de fluència que supera els 800 MPa, però a costa de la plasticitat.
Estat d'envelliment: el tractament d'envelliment reforça encara més el material, amb el límit de fluència que supera els 900 MPa, el que el fa ideal per a aplicacions d'alta resistència, però la plasticitat es redueix encara més.
Dades experimentals i verificació
Per tal de verificar l'anàlisi teòrica anterior, es van realitzar una sèrie d'experiments, i les dades concretes són les següents:
Experiment de tractament de recuit: temperatura 750 graus C, aïllament 1,5 hores, refredament amb el forn, límit de fluència mesurat 450 MPa, resistència a la tracció 650 MPa, allargament 26%.
Experiment de tractament de la solució: temperatura 920 graus C, temps de retenció 45 minuts, refrigeració per aigua, límit de fluència mesurat 820 MPa, resistència a la tracció 960 MPa, allargament 14%.
Experiment de tractament d'envelliment: temperatura 550 graus C, temps de retenció 6 hores, refredament amb el forn, límit de fluència mesurat 920 MPa, resistència a la tracció 1020 MPa, allargament 12%.
IV. Conclusió
El procés de tractament tèrmic de l'aliatge de titani TA18 té un efecte significatiu en la seva força de rendiment i propietats mecàniques completes. Mitjançant la regulació raonable dels paràmetres del procés de recuit, solució i tractament d'envelliment, es pot aconseguir un equilibri òptim de resistència i plasticitat del material per satisfer les necessitats de diferents aplicacions d'enginyeria. La investigació futura pot explorar encara més processos de tractament tèrmic més refinats per explotar plenament el potencial de l'aliatge de titani TA18.
