Aliaj de titan BT16 pentru performanța elementelor de fixare cu cap la rece

Aliajul de titan Ti-3AI{-5Mo{-4.5V (BT16) a fost dezvoltat de Institutul de Cercetare a Aliajelor Ușoare din Rusia. Este un tip nou, de mare rezistență, de aliaj tipic de titan în două faze. Are proprietăți mecanice excelente și proprietăți de formare la rece. Principalele caracteristici ale acestui semifabricat din aliaj sunt firele și barele laminate și trase cu un diametru de 4 până la 10 mm, care pot fi utilizate pentru fabricarea șuruburilor, șuruburilor, niturilor și a altor elemente de fixare pentru aviație prin cap la rece.

Caracteristicile aliajului de titan BT16 sunt: ​​conține o cantitate mică de Al, o cantitate mare de element de stabilizare (Mo), coeficientul de stabilitate a fazei K este la fel de mare ca 0.8, conținutul de fază este aproximativ 25% ~ 30% și are performanțe ridicate în stare de recoacere sau stinsă. stabilitate. Plasticitatea, deși soluția solidă + aliajul de îmbătrânire are o rezistență mai mare, plasticitatea nu scade semnificativ. Principalele faze de tranziție care apar în aliajele de titan în timpul tratamentului termic sunt faza ′, faza ″ și faza de îmbătrânire de călire.

Rusia folosește sârmă din aliaj BT16 recoaptă pentru direcția rece pentru a fabrica elemente de fixare pentru aviație. Cercetătorii autohtoni și străini au efectuat cercetări ample asupra procesului de recoacere, microstructurii, structurii de fază și proprietăților mecanice ale aliajului de titan BT16. Elementele de fixare întărite prin deformare la rece din aliaj BT16 necesită cele mai mici ore și costuri de muncă și pot fi utilizate pe termen nelimitat sub 160 de grade; elementele de fixare din aliaj BT16 învechit în soluție pot funcționa la temperaturi de până la 350 de grade.

Pentru a oferi baze teoretice și date experimentale pentru cercetările și optimizarea ulterioară a aliajului de titan BT16 și a aplicațiilor sale, cercetătorii au folosit microscopia optică (OM), microscopia electronică cu scanare (SEM) etc. pentru a studia evoluția structurii organizatorice a titanului BT16. aliaj în timpul procesului de producție. (SEM) și microscopia electronică cu transmisie (TEM). Și influența procesului de tratament termic asupra proprietăților mecanice ale sârmei din aliaj.

În experiment s-a folosit sârmă din aliaj de titan BT16 cu diametrul de 6,5 mm, iar compoziția sa chimică este prezentată în Tabelul 1. Procesul de preparare a sârmei din aliaj este: turnare în lingouri → decuplare → forjare → laminare. În primul rând, două cuptoare de topire cu electrozi consumabili în vid sunt utilizate pentru a obține lingouri de aliaj de titan Φ210mm BT16, iar apoi țaglele sunt tăiate. Temperatura de pornire este de 1150 de grade, temperatura finală este controlată la aproximativ 800 de grade și apoi forjată la cald într-o tijă de sârmă cu un diametru de 7,5 mm. Tratament final de recoacere: 780 de grade timp de 2 ore, răcirea cuptorului la 550 de grade și apoi răcirea cu aer. Suprafața tijei de sârmă recoaptă a fost lustruită pentru a se pregăti pentru experimentul de înclinare la rece.

Sârmă din aliaj de titan BT16 și probe de captură rece au fost observate și analizate utilizând microscopul optic cu transmisie și reflexie verticală LEICA DM2500M, microscopul electronic cu transmisie JEOL JEM?2100 (TEM) și microscopul electronic cu scanare de înaltă rezoluție (SEM) JEOL JSEM?7001F. a analiza. Raportul de coroziune chimică este de 2,5 mLHf+3mLHNO3+5mLHCl+89,5mLH2O. Rezultatele testului sunt după cum urmează:

(1) Sistemul de recoacere al sârmei din aliaj BT16 este: 760~830 grade, 2h+550 grade, răcire cu aer. Proprietățile mecanice ale firului obținut sunt următoarele: σb este de la 870 la 935 MPa, δ este de la 22% la 25% și ψ este de la 62% la 65%. Deformarea capului său la rece ajunge la 80%. Structura aliajului după recoacere constă din fază echiaxială primară, o cantitate mică de fază scurtă de bandă și fază intergranulară.

(2) După soluție solidă (răcire cu aer) + îmbătrânire, structura aliajului constă din fază și fază primară echiaxială neregulată și precipitații de fază ′ ca un ac; după soluție solidă (stingere) + îmbătrânire, aliajul constă dintr-o compoziție în fază echiaxială. Structura în două stări compusă din faza primară și faza intergranulară este compusă din faza primară, faza intergranulară și faza ca un ac precipitată în cadrul fazei.