Die Titanlegierung Ti-3Al-5Mo-4.5V (BT16) wurde vom russischen Forschungsinstitut für leichte Legierungen entwickelt. Es handelt sich um eine hochfeste, neue und typische + zweiphasige Titanlegierung. Es verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften und eine Kaltstauchformung. Die wichtigsten Halbzeuge der Legierung sind gewalzte und gezogene Drähte und Stangen mit einem Durchmesser von 4 bis 10 mm. Luftfahrtbefestigungen wie Schrauben, Bolzen und Nieten können durch Kaltstauchen hergestellt werden.
Die Eigenschaften der BT16-Titanlegierung sind wie folgt: Sie enthält eine kleine Menge Al, mehr Beta-stabilisierende Elemente (Mo), der Beta-Phasenstabilitätskoeffizient K ist so hoch wie 0,8, der Beta-Phasengehalt beträgt ca 25 % bis 30 % und weist im geglühten oder abgeschreckten Zustand eine hohe Stabilität auf. Plastizität, während Mischkristall- und Alterungslegierungen eine höhere Festigkeit aufweisen, die Plastizität jedoch nicht wesentlich abnimmt. Die wichtigsten Übergangsphasen, die in Titanlegierungen während der Wärmebehandlung auftreten, sind die ′-Phase, die ″-Phase und die Abschreckalterungsphase.
Russland verwendet geglühten BT16-Legierungsdraht zum Kaltstauchen, um Verbindungselemente für die Luftfahrt herzustellen. In- und ausländische Wissenschaftler haben umfangreiche Untersuchungen zum Glühprozess, zur Mikrostruktur, zur Phasenstruktur und zu den mechanischen Eigenschaften der Titanlegierung BT16 durchgeführt. Kaltverformungsverstärkte Verbindungselemente aus der BT16-Legierung haben die geringsten Arbeitsstunden und -kosten und können bei Temperaturen unter 160 Grad unbegrenzt verwendet werden. Befestigungselemente aus der in fester Lösung alternden BT16-Legierung können bei Temperaturen von bis zu 350 Grad betrieben werden.
Um theoretische Grundlagen und experimentelle Daten für die weitere Forschung und Optimierung der Titanlegierung BT16 und ihrer Anwendungen bereitzustellen, untersuchten die Forscher die Entwicklung der Organisationsstruktur der Titanlegierung BT16 während des Produktionsprozesses mithilfe eines optischen Mikroskops (OM) und eines Rasterelektronenmikroskops ( SEM) und Transmissionselektronenmikroskop (TEM). Und der Einfluss des Wärmebehandlungsprozesses auf die mechanischen Eigenschaften von Legierungsdrähten.
Im Experiment wurde BT16-Titanlegierungsdraht mit einem Durchmesser von 6,5 mm verwendet, dessen chemische Zusammensetzung in Tabelle 1 aufgeführt ist. Der Herstellungsprozess des Legierungsdrahts ist wie folgt: Blockgießen → Stanzen → Schmieden → Walzen. Zuerst werden zwei Vakuum-Schmelzöfen für schmelzbare Elektroden verwendet, um einen BT16-Titanlegierungsbarren mit einem Durchmesser von 210 mm zu erhalten, und dann wird der Barren geöffnet. Die Anfangstemperatur beträgt 1150 Grad, die Endtemperatur wird auf etwa 800 Grad kontrolliert und dann wird zu einem Draht mit einem Durchmesser von 7,5 mm warmgeschmiedet. Und schließlich eine Glühbehandlung: 2 Stunden bei 780 Grad, Abkühlung im Ofen auf 550 Grad und dann Luftkühlung. Die Oberfläche des geglühten Drahtes wird poliert, um Kaltstauchexperimente vorzubereiten.
BT16-Titanlegierungsdrähte und Kaltstauchproben wurden mit dem aufrechten optischen Transmissions- und Reflexionsmikroskop (OM) LEICA DM2500M, dem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) JEOL JEM?2100 und dem hochauflösenden Rasterelektronenmikroskop (REM) JEOL JSEM?7001F untersucht. und Analyse. Das chemische Korrosionsverhältnis beträgt 2,5 mLHf+3mLHNO3+5mLHCl+89.5 mLH2O. Die Testergebnisse lauten wie folgt:
(1) Das Glühsystem für BT16-Legierungsdraht ist: 760–830 Grad, 2 Stunden +550 Grad, Luftkühlung. Die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Drahtes betragen σb von 870 bis 935 MPa, δ von 22 % bis 25 % und ψ von 62 % bis 65 %. Seine Kaltstauchverformung erreicht 80 %. Nach dem Glühen besteht die Legierungsstruktur aus einer primären gleichachsigen Phase, eine kleine Menge davon besteht aus einer kurzen Streifenphase und einer intergranularen Phase.
(2) Nach der festen Lösung (Luftkühlung) + Alterung besteht die Legierungsstruktur aus einer unregelmäßigen gleichachsigen Primärphase und einer Phase mit ausgeschiedener nadelartiger Phase; Nach der festen Lösung (Abschrecken) + Alterung besteht die Legierung aus einer gleichachsigen Phase. Eine Zwei-Zustands-Struktur bestehend aus Primärphase und intergranularer Phase, die aus Primärphase, intergranularer Phase und nadelartiger ′-Phase besteht, die innerhalb der Phase ausgefällt ist.
