Ti-3Al-5Mo-4.5V titanová slitina (BT16) byla vyvinuta ruským institutem pro výzkum lehkých slitin. Je to vysoce pevná, nová a typická + dvoufázová slitina titanu. Má vynikající mechanické vlastnosti a tváření za studena. Hlavními polotovary jsou válcované a tažené dráty a tyče o průměru 4 až 10 mm. Letecké spojovací prvky, jako jsou šrouby, svorníky a nýty, lze vyrobit za studena.
Vlastnosti titanové slitiny BT16 jsou následující: obsahuje malé množství Al, více beta stabilizačních prvků (Mo), koeficient stability beta fáze K je až 0,8, obsah beta fáze je cca 25 % až 30 % a má vysokou stabilitu v žíhaném nebo kaleném stavu. Plastičnost, zatímco slitiny tuhého roztoku + stárnutí mají vyšší pevnost, ale plasticita výrazně neklesá. Hlavní přechodové fáze, které se objevují ve slitinách titanu během tepelného zpracování, jsou ′ fáze, ″ fáze a fáze stárnutí kalením.
Rusko používá žíhaný slitinový drát BT16 pro ražení za studena k výrobě spojovacích prostředků pro letectví. Domácí i zahraniční vědci provedli rozsáhlý výzkum procesu žíhání, mikrostruktury, fázové struktury a mechanických vlastností titanové slitiny BT16. Spojovací prvky zesílené deformací za studena vyrobené ze slitiny BT16 mají nejnižší pracovní dobu a náklady a lze je používat neomezeně pod 160 stupňů; spojovací prvky vyrobené ze slitiny BT16 stárnutí v tuhém roztoku mohou pracovat při teplotách až 350 stupňů.
S cílem poskytnout teoretický základ a experimentální data pro další výzkum a optimalizaci titanové slitiny BT16 a jejích aplikací vědci studovali vývoj organizační struktury titanové slitiny BT16 během výrobního procesu pomocí optického mikroskopu (OM), rastrovacího elektronového mikroskopu ( SEM) a transmisním elektronovým mikroskopem (TEM). A vliv procesu tepelného zpracování na mechanické vlastnosti slitinového drátu.
V experimentu byl použit drát z titanové slitiny BT16 o průměru 6,5 mm, jehož chemické složení je uvedeno v tabulce 1. Postup přípravy slitinového drátu je následující: lití do ingotu → vysekávání → kování → válcování. Nejprve se použijí dvě vakuové odtavné elektrodové tavicí pece k získání ingotu z titanové slitiny Φ210 mm BT16 a poté se předvalek otevře. Počáteční teplota je 1150 stupňů, koncová teplota je regulována na asi 800 stupňů a poté za tepla vykována do drátu o průměru 7,5 mm. a nakonec zpracování žíháním: 780 stupňů po dobu 2 hodin, ochlazení pece na 550 stupňů a poté chlazení vzduchem. Povrch žíhaného drátu je leštěn, aby se připravil na experimenty s ražením za studena.
Drát z titanové slitiny BT16 a vzorky za studena byly pozorovány pomocí vzpřímeného transmisního a reflexního optického mikroskopu LEICA DM2500M (OM), transmisního elektronového mikroskopu JEOL JEM™2100 (TEM) a rastrovacího elektronového mikroskopu JEOL JSEM™7001F s vysokým rozlišením (SEM). a analýzy. Chemický korozní poměr je 2,5mLHf+3mLHNO3+5mLHCl+89,5mLH2O. Výsledky testu jsou následující:
(1) Systém žíhání drátu ze slitiny BT16 je: 760~830 stupňů, 2h+550 stupňů, chlazení vzduchem. Mechanické vlastnosti získaného drátu jsou σb 870 až 935 MPa, 5 22 % až 25 % a ψ 62 % až 65 %. Jeho deformace za studena dosahuje 80 %. Po žíhání se struktura slitiny skládá z primární rovnoosé fáze, malé množství se skládá z fáze krátkého pásu a mezikrystalové fáze.
(2) Po tuhém roztoku (ochlazení vzduchem) + stárnutí se struktura slitiny skládá z nepravidelné rovnoosé primární fáze a fáze s vysráženou jehličkovitou ′ fází; po tuhém roztoku (kalení) + stárnutí se slitina skládá z rovnoosé fáze. Dvoustavová struktura složená z primární fáze a intergranulární fáze, která se skládá z primární fáze, intergranulární fáze a jehličkovité ′ fáze vysrážené ve fázi.
