Ефект на топлинна обработка BASCA върху микроструктурата на титанова сплав TB18

Титановата сплав има предимствата на висока специфична якост, добра устойчивост на корозия и т.н. и е широко използвана в космическото, автомобилното и корабостроенето и т.н. Титановата сплав TB18 е нов тип суб-стабилна титанова сплав, проектирана и разработена от Съединените щати Университети на нациите и научноизследователски институти за развитието на аерокосмическите конструктивни компоненти на Китай през последните години. В сравнение с BT22, Ti-1023 и други титанови сплави, сплавта има по-добра закаляемост и по-отлична гореща обработваемост, като нейното производство на пръти с голям размер след термична обработка на якост над 1300MPa все още има отлична якост (KIC По-голяма от или равен на 60 MPa-m1/2), особено подходящ за използване като колесник на самолети, напречна греда и други важни носещи части на авиационната индустрия.
С развитието на аерокосмическите превозни средства към висока скорост, не само нивото на якост на титаниевите сплави се изисква да се увеличи, но и здравината на титаниевите сплави постави по-високи изисквания, т.е. докато подобрява якостта на титаниевите сплави, якостта трябва да се поддържа на високо ниво. В сравнение с + топлинна обработка, топлинната обработка ще попречи на движението на дислокациите поради наличието на граници на зърната, така че сплавта да бъде подсилена. В същото време, поради наличието на голям брой преплетени ламеларни клъстери във вътрешнокристалната ламеларна организация, пукнатините през тези клъстери ще променят ориентацията си, което ще доведе до зигзагообразни пътища на пукнатините, повече разклонения, общата дължина се увеличава, появата на разкъсване изисква повече енергия и по този начин сплавта има по-висока якост на счупване. Следователно топлинната обработка може да направи титановата сплав отлична якост на счупване, като същевременно се получи по-висока якост, което е ефективен начин за разрешаване на противоречието между якостта и якостта на титановата сплав. Процесът на топлинна обработка с бавно охлаждане в твърд разтвор (BASCA) е вид процес на топлинна обработка на тънкостенни конструктивни части от високоякостни титанови сплави в космическата промишленост, за да се намали податливостта на повреда и да се постигне висока якост и висока издръжливост.
За тази цел беше изследван ефектът от термичната обработка BASCA върху микроструктурата и механичните свойства на титановата сплав TB18, с оглед осигуряване на основа за разработването на подходящ процес на укрепваща термична обработка.
(1) Пръчка от титаниева сплав TB18 в областта на -фазата на твърд разтвор при условия на бавно охлаждане, -фаза в границите на зърната и вътрешнокристално утаяване, вътрешнокристалната -фаза е точка или къса игла, границата на зърното -фазата е основно тънък филм, вграден в границите на зърната. Скоростта на охлаждане има по-голямо влияние върху фазата на границата на зърното, когато скоростта на охлаждане е 1 градус / мин, фазата на границата на зърното с лещоподобно прекъснато утаяване на границата на зърното, образувайки организация "огърлица". Тъй като скоростта на охлаждане намалява, утаяването на фазата на границата на зърното е все повече и повече и е свързано едно с друго като цяло и постепенно загрубява до непрекъсната вълна.
(2) Пръчката от титанова сплав TB18 има добър ефект на укрепване на стареенето, обработката със стареене на твърд разтвор може да подобри якостта на 400-500MPa. бавното охлаждане на образуването на фаза на границата на зърното е неблагоприятно за пластичността на сплавта, якостта. Със забавянето на скоростта на охлаждане, пластичността и якостта на сплавта се намаляват, особено якостта на счупване се намалява значително от 86.9MPa-m1/2 след въздушно охлаждане до 57.8MPa-m1/2 под състояние на бавно охлаждане при 0.25 градуса /мин, което показва, че якостта на счупване на сплавта има висока чувствителност към фазата на границата на зърното.
(3) Използването на процеса на термична обработка BASCA позволява на титановата сплав TB18 да получи отлична цялостна производителност с удължение от 8% и якост на счупване повече от 80 MPa-m1/2 при ниво на якост на опън близо до 1300 MPa.