ТА18 легура титанијума (Ти-3Ал-2.5В), као легура титанијума високих перформанси, показује широк спектар примена у ваздухопловству, истраживању океана и врхунским медицинским уређајима због своје високе чврстоћа, мала густина и одлична отпорност на корозију. Сврха овог рада је да се испита утицај процеса термичке обраде на микроструктуру и границу течења легуре титанијума ТА18, у циљу пружања теоријске основе и експерименталне подршке за оптималну примену ове легуре. И. Процес топлотне обраде легуре титанијума ТА18
Као кључно средство за регулисање својстава легуре титанијума ТА18, топлотна обрада може ефикасно побољшати њену микроструктуру и механичка својства прецизном контролом температуре, времена и режима хлађења.
Третман жарењем
Сврха: Елиминисати заостало напрезање приликом обраде, побољшати пластичност и жилавост материјала.
Параметри процеса: температура 700 степени -800 степен, време држања 1-2 сати, хлађење пећи.
Ефекат: пречистити зрно, побољшати уједначеност материјала, смањити границу течења на око 450 МПа, повећати издужење на више од 25%.
Третман чврстим раствором
Сврха: Промовисање равномерне дистрибуције -фазе и -фазе и повећање чврстоће и тврдоће материјала.
Параметри процеса: температура 900 степени -950 степени, време задржавања 30-60 минута, брзо хлађење водом или ваздухом.
Ефекат: Граница течења је повећана на више од 800 МПа, а затезна чврстоћа достиже 950 МПа, али је пластичност благо смањена.
Третман старења
Намена: Додатно ојачати материјал на бази третмана чврстим раствором и побољшати механичка својства таложењем финих субстабилних фаза.
Параметри процеса: температура 500 степени Ц - 600 степен Ц, време држања од 4-8 сати, хлађење у пећи.
Ефекат: граница течења до 900 МПа или више, затезна чврстоћа од око 1000 МПа, али се пластичност даље смањује на око 10%.
Друго, анализа јачине попуштања легуре титанијума ТА18
Граница течења као важан индикатор за процену способности пластичне деформације материјала, процес топлотне обраде је дубоко погођен.
Нетретирано стање: граница течења од око 620 МПа, затезна чврстоћа од око 780 МПа, издужење од око 20%, са добром пластичношћу, али ниском чврстоћом.
Зажарено стање: Третирањем жарењем, граница течења се смањује на око 450 МПа, праћено значајним повећањем издужења, што повећава пластичност и жилавост материјала.
Стање чврстог раствора: Третман чврстим раствором значајно побољшава чврстоћу, при чему граница течења скаче на преко 800 МПа, али на рачун пластичности.
Стање старења: Третман старењем додатно ојачава материјал, са јачином течења која скаче на преко 900 МПа, што га чини идеалним за апликације високе чврстоће, али је пластичност додатно смањена.
Експериментални подаци и верификација
У циљу верификације наведене теоријске анализе, спроведен је низ експеримената, а конкретни подаци су следећи:
Експеримент третмана жарењем: температура 750 степени Ц, изолација 1,5 сата, хлађење у пећи, измерена граница течења 450 МПа, затезна чврстоћа 650 МПа, издужење 26%.
Експеримент третмана раствора: температура 920 степени Ц, време држања 45 минута, хлађење водом, измерена граница течења 820 МПа, затезна чврстоћа 960 МПа, издужење 14%.
Експеримент третмана старењем: температура 550 степени Ц, време држања 6 сати, хлађење у пећи, измерена граница течења 920 МПа, затезна чврстоћа 1020 МПа, издужење 12%.
ИВ. Закључак
Процес топлотне обраде легуре титанијума ТА18 има значајан утицај на њену границу течења и свеобухватна механичка својства. Разумним регулисањем параметара процеса жарења, раствора и третмана старењем, може се постићи оптимална равнотежа чврстоће и пластичности материјала како би се задовољиле потребе различитих инжењерских апликација. Будућа истраживања могу даље истраживати рафинираније процесе топлотне обраде како би се у потпуности искористио потенцијал легуре титанијума ТА18.
