Titanlegierungen zeichnen sich als leichtes Strukturmaterial durch hervorragende Gesamtleistung, geringe Dichte, hohe spezifische Festigkeit, gute Ermüdungsfestigkeit und Beständigkeit gegen Rissausbreitung, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißleistung usw. aus und haben daher immer breitere Anwendungsaussichten Die Titanlegierung Gr.38 ist eine neue Titanlegierung, die von ATI Technologies in den USA entwickelt wurde und als Ersatz für das gebräuchlichste Medium verwendet werden kann – die nominelle Zusammensetzung von Gr.38 Die Titanlegierung ist Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O, eine Art hochfeste Titanlegierung vom + --Typ. Im Vergleich zur TC4-Legierung verwendet die Gr.38-Legierung Eisen anstelle des teureren Vanadiums als stabilisierendes Element, und ihre Festigkeit ist mit der der TC4-Legierung vergleichbar, und ihre Dehnung ist vergleichbar oder etwas höher, aber im Gegensatz dazu ist sie leistungsfähig Es eignet sich sowohl für die Warm- als auch für die Kaltumformung und kann zu dünnen Blechen, Spulen, Bändern, präzisionswarmgezogenen Bändern, dicken Blechen, nahtlosen Rohren sowie Gussteilen und technischen Produkten verarbeitet werden. Angesichts der Gr.38-Titanlegierung weist sie eine ausgezeichnete superplastische Umformung und Ermüdungsleistung bei offenen Löchern auf, kann aber auch durch Reibrührschweißen verwendet werden. Ihre Verwendung ist sehr breit und eignet sich gut zum Ersetzen von Stahl, Aluminium, Verbundwerkstoffen, reinem Titan und anderen Titanlegierungen. Insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie in militärischen Verteidigungssystemen gibt es sehr breite Anwendungsaussichten. Derzeit gibt es nur sehr wenige Forschungsberichte zu dieser Legierung. Daher untersuchten die Forscher die Auswirkungen verschiedener Glühregime von kleinen Stäben aus Titanlegierung Gr.38 auf die Mikrostruktur, die mechanischen Eigenschaften und die Zugbruchmorphologie.
Die bei der Herstellung der Titanlegierung Gr.38 verwendeten Hauptrohstoffe sind Titanschwamm und zugesetzte Legierungselemente, und die zugesetzten Legierungselemente sind Aluminium-Vanadium-Legierung, Aluminiumbohnen, Eisennägel und Titandioxid. Nach dem Misch- und Elektrodenvorbereitungsprozess wurde schließlich der Barren mit einem Durchmesser von 440 mm durch zwei Vakuumschmelzverfahren unter Verwendung eines selbstverbrauchenden Vakuum-Lichtbogenofens hergestellt. Der Phasenübergangspunkt der Titanlegierung Gr.38 wurde mittels Metallographie bei erhöhter Temperatur mit 970 ± 5 Grad gemessen. Der Barren mit einem Durchmesser von 440 mm wurde 8 Brennzeiten lang geschmiedet und schließlich im gewalzten Zustand auf einen Stab mit einem Durchmesser von 20 mm warmgewalzt. Die Glühverfahren waren Ofenkühlung, Wasserkühlung und Luftkühlung nach einstündigem Halten bei 830, 930, 950 und 1000 Grad.
Aus dem fertigen Stab wurde ein 75 mm langer Teststab als Probe für die mechanischen Eigenschaften und ein 20 mm langer Teststab als metallografische Probe herausgeschnitten, um den Testinhalt nach der Glühbehandlung zu vervollständigen. Der Testinhalt besteht hauptsächlich darin, die Mikrostruktur, die Zugeigenschaften bei Raumtemperatur und die Zugbruchmorphologie unter verschiedenen Glühbedingungen zu testen. Die Testergebnisse zeigen, dass:
(1) Die Legierung Gr.38 kann nach dem Glühen durch Luftkühlung (oder Wasserkühlung) nach einstündigem Halten bei 930-950 Grad eine hohe Festigkeit und gute Plastizität mit guten umfassenden mechanischen Eigenschaften erreichen.
(2) Gr.38-Legierung mit 830-Grad-Wärmekonservierung 1 Stunde nach dem luftgekühlten Glühen, geringe Streckgrenze, förderlich für die anschließende Materialverarbeitung
(3) Die Bruchmorphologie des Gr.38-Legierungsmaterials bei Raumtemperatur ist eine Waben-Zähigkeits-Bruchcharakteristik, 1000-Grad-Wärmekonservierung 1 Stunde nach dem Glühen, sein Bruch in Bezug auf die Zähigkeit des Nestes ist relativ klein und flach, es ist eine relativ schlechte Plastizität.
