La aleación de titanio Ti-3Al-5Mo-4.5V (BT16) fue desarrollada por el Instituto Ruso de Investigación de Aleaciones Ligeras. Es una aleación de titanio bifásica + nueva y típica de alta resistencia. Tiene excelentes propiedades mecánicas y conformado en frío. Las aleaciones Los principales productos semiacabados son alambres y barras laminados y trefilados con un diámetro de 4 a 10 mm. Los sujetadores de aviación, como tornillos, pernos y remaches, se pueden fabricar mediante estampación en frío.
Las características de la aleación de titanio BT16 son las siguientes: contiene una pequeña cantidad de Al, más elementos estabilizadores beta (Mo), el coeficiente de estabilidad de la fase beta K es tan alto como 0.8, el contenido de la fase beta es aproximadamente 25% a 30% y tiene alta estabilidad en estado recocido o templado. Plasticidad, mientras que las aleaciones de solución sólida + envejecimiento tienen mayor resistencia, pero 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 tienen 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 sólida 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 estudiaron la evolución de la estructura organizativa de la aleación de titanio BT16 durante el proceso de producción mediante el uso de microscopio óptico (OM), microscopio electrónico de barrido ( SEM) y microscopio electrónico 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 el siguiente: fundición de lingotes → corte → forjado → laminado. Primero, se utilizan dos hornos de fusión de electrodos consumibles al vacío para obtener un lingote de aleación de titanio BT16 de Φ210 mm y luego se abre el tocho. La temperatura inicial es de 1150 grados, la temperatura final se controla a aproximadamente 800 grados y luego se forja en caliente en un alambre con un diámetro de 7,5 mm. Y finalmente tratamiento de recocido: 780 grados durante 2 horas, enfriamiento en horno a 550 grados y luego enfriamiento por aire. La superficie del alambre recocido se pule para prepararlo para los experimentos de estampación en frío.
Se observaron 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. y análisis. 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 σb de 870 a 935 MPa, δ de 22% a 25% y ψ de 62% a 65%. Su deformación en frío alcanza el 80%. Después del recocido, la estructura de la aleación 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 equiaxial irregular y una fase con una fase ′ precipitada en forma de aguja; Después de la solución sólida (enfriamiento) + envejecimiento, la aleación consta de una fase equiaxial. Una estructura de dos estados compuesta de fase primaria y fase intergranular, que se compone de fase primaria, fase intergranular y fase ′ en forma de aguja precipitada dentro de la fase.
