Aleación de titanio BT16 para un rendimiento de fijación en frío

La aleación de titanio Ti-3AI-5Mo-4.5V (BT16) fue desarrollada por el Instituto Ruso de Investigación de Aleaciones Ligeras. Es un nuevo tipo de aleación de titanio bifásica típica de alta resistencia. Tiene excelentes propiedades mecánicas y propiedades de conformado en frío. Las características principales de este producto semiacabado de aleación son alambres y barras laminados y trefilados con un diámetro de 4 a 10 mm, que pueden usarse para fabricar tornillos, pernos, remaches y otros elementos de sujeción de aviación mediante estampación en frío.

Las características de la aleación de titanio BT16 son: contiene una pequeña cantidad de Al, una gran cantidad de elemento estabilizador (Mo), el coeficiente de estabilidad de fase K es tan alto como 0.8, el contenido de fase es alrededor del 25% ~ 30% y tiene un alto rendimiento en estado recocido o templado. estabilidad. Plasticidad, aunque la solución sólida + aleación envejecida tiene mayor resistencia, la plasticidad no disminuye significativamente. Las principales fases de transición que aparecen en las aleaciones de titanio durante el tratamiento térmico son la fase ′, la fase ″ y la fase de envejecimiento por enfriamiento.

Rusia utiliza alambre recocido de aleación BT16 para estampación en frío para fabricar sujetadores de aviación. Académicos nacionales y extranjeros han realizado extensas investigaciones sobre el proceso de recocido, la microestructura, la estructura de fases y las propiedades mecánicas de la aleación de titanio BT16. Los sujetadores reforzados por deformación en frío hechos de aleación BT16 requieren las horas y costos de mano de obra más bajos y se pueden usar indefinidamente por debajo de 160 grados; Los sujetadores hechos de aleación BT16 envejecida en solución pueden funcionar a temperaturas de hasta 350 grados.

Con el fin de proporcionar bases teóricas y datos experimentales para futuras investigaciones y optimización de la aleación de titanio BT16 y sus aplicaciones, los investigadores utilizaron microscopía óptica (OM), microscopía electrónica de barrido (SEM), etc. para estudiar la evolución de la estructura organizativa del titanio BT16. aleación durante el proceso de producción. (SEM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Y la influencia del proceso de tratamiento térmico en las propiedades mecánicas del alambre de aleación.

En el experimento se utilizó alambre de aleación de titanio BT16 con un diámetro de 6,5 mm, y su composición química se muestra en la Tabla 1. El proceso de preparación del alambre de aleación es: fundición de lingotes → corte → forjado → laminado. Primero, se utilizan dos hornos de fusión de electrodos consumibles al vacío para obtener lingotes de aleación de titanio BT16 de Φ210 mm y luego se cortan los tochos. La temperatura inicial es de 1150 grados, la temperatura final se controla a aproximadamente 800 grados y luego se forja en caliente en un alambrón con un diámetro de 7,5 mm. Tratamiento de recocido final: 780 grados durante 2 horas, enfriamiento en horno a 550 grados y luego enfriamiento por aire. La superficie del alambrón recocido se pulió para prepararlo para el experimento de estampación en frío.

Se observaron y analizaron muestras de alambre de aleación de titanio BT16 y encabezado en frío utilizando el microscopio óptico de reflexión y transmisión vertical (OM) LEICA DM2500M, el microscopio electrónico de transmisión (TEM) JEOL JEM?2100 y el microscopio electrónico de barrido (SEM) de alta resolución JEOL JSEM?7001F. analizar. La relación de corrosión química es 2,5 mlHf+3mLHNO3+5mLHCl+89.5mLH2O. Los resultados de la prueba son los siguientes:

(1) El sistema de recocido del alambre de aleación BT16 es: 760~830 grados, 2h+550 grados, refrigeración por aire. Las propiedades mecánicas del alambre obtenido son las siguientes: σb es de 870 a 935 MPa, δ es de 22% a 25% y ψ es de 62% a 65%. Su deformación en frío alcanza el 80%. La estructura de la aleación después del recocido consta de una fase primaria equiaxial, una pequeña cantidad de fase de tira corta y una fase intergranular.

(2) Después de la solución sólida (enfriamiento por aire) + envejecimiento, la estructura de la aleación consiste en una fase primaria y una fase equiaxiales irregulares, y precipitados de fase ′ en forma de aguja; después de la solución sólida (enfriamiento) + envejecimiento, la aleación consta de una composición de fases equiaxiales. La estructura de dos estados compuesta de fase primaria y fase intergranular se compone de fase primaria, fase intergranular y fase en forma de aguja precipitada dentro de la fase.