Stop tytanu Ti-3Al-5Mo-4.5 V (BT16) został opracowany przez Rosyjski Instytut Badawczy Stopów Lekkich. Jest to nowy i typowy + dwufazowy stop tytanu o wysokiej wytrzymałości. Ma doskonałe właściwości mechaniczne i formowanie na zimno. Głównymi półproduktami stopu są druty walcowane i ciągnione oraz pręty o średnicy od 4 do 10 mm. Elementy złączne dla lotnictwa, takie jak śruby, śruby i nity, można wytwarzać metodą kucia na zimno.
Charakterystyka stopu tytanu BT16 jest następująca: zawiera niewielką ilość Al, więcej elementów stabilizujących beta (Mo), współczynnik stabilności fazy beta K wynosi aż 0,8, zawartość fazy beta wynosi około 25% do 30% i ma wysoką stabilność w stanie wyżarzonym lub hartowanym. Plastyczność, podczas gdy roztwór stały + stopy starzeniowe mają wyższą wytrzymałość, ale plastyczność nie zmniejsza się znacząco. Główne fazy przejściowe pojawiające się w stopach tytanu podczas obróbki cieplnej to „faza”, „faza” i faza starzenia hartowniczego.
Rosja wykorzystuje wyżarzany drut ze stopu BT16 do spęczania na zimno do produkcji elementów złącznych dla lotnictwa. Naukowcy krajowi i zagraniczni przeprowadzili szeroko zakrojone badania dotyczące procesu wyżarzania, mikrostruktury, struktury fazowej i właściwości mechanicznych stopu tytanu BT16. Elementy złączne wzmocnione odkształceniami na zimno wykonane ze stopu BT16 mają najniższe godziny pracy i koszty i mogą być używane w nieskończoność poniżej 160 stopni; elementy złączne wykonane ze stopu BT16 starzonego roztworowo mogą pracować w temperaturach do 350 stopni.
Aby zapewnić podstawy teoretyczne i dane eksperymentalne do dalszych badań i optymalizacji stopu tytanu BT16 i jego zastosowań, badacze zbadali ewolucję struktury organizacyjnej stopu tytanu BT16 podczas procesu produkcyjnego, używając mikroskopu optycznego (OM), skaningowego mikroskopu elektronowego ( SEM) i transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM). Oraz wpływ procesu obróbki cieplnej na właściwości mechaniczne drutu stopowego.
W doświadczeniu wykorzystano drut ze stopu tytanu BT16 o średnicy 6,5 mm, którego skład chemiczny przedstawiono w tabeli 1. Proces przygotowania drutu stopowego przebiega następująco: odlewanie wlewka → wykrawanie → kucie → walcowanie. Najpierw za pomocą dwóch próżniowych pieców do topienia elektrod topionych otrzymuje się wlewek ze stopu tytanu BT16 o średnicy Φ210 mm, a następnie kęs jest otwierany. Temperatura początkowa wynosi 1150 stopni, temperatura końcowa jest kontrolowana na poziomie około 800 stopni, a następnie kuta na gorąco w drut o średnicy 7,5 mm. i na koniec wyżarzanie: 780 stopni przez 2 godziny, chłodzenie pieca do 550 stopni, a następnie chłodzenie powietrzem. Powierzchnia wyżarzonego drutu jest polerowana w celu przygotowania do eksperymentów z kuciem na zimno.
Drut ze stopu tytanu BT16 i próbki spęczanego na zimno obserwowano przy użyciu pionowego transmisyjnego i refleksyjnego mikroskopu optycznego (OM), transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) JEOL JEM?2100 i skaningowego mikroskopu elektronowego o wysokiej rozdzielczości (SEM) JEOL JSEM?7001F. i analiza. Chemiczny współczynnik korozyjności wynosi 2,5 mlHf+3mLHNO3+5mLHCl+89,5 mlH2O. Wyniki testu są następujące:
(1) System wyżarzania drutu ze stopu BT16 wynosi: 760 ~ 830 stopni, 2 godziny+550 stopnia, chłodzenie powietrzem. Właściwości mechaniczne otrzymanego drutu wynoszą σb od 870 do 935 MPa, δ od 22% do 25% i ψ od 62% do 65%. Jego odkształcenie na zimno sięga 80%. Po wyżarzaniu struktura stopu składa się z pierwotnej fazy równoosiowej, niewielka jej ilość składa się z fazy krótkiej taśmy i fazy międzykrystalicznej.
(2) Po roztworze stałym (chłodzenie powietrzem) i starzeniu struktura stopu składa się z nieregularnej, równoosiowej fazy pierwotnej i fazy z wytrąconą fazą igłową; po rozpuszczeniu stałym (hartowaniu) + starzeniu stop składa się z fazy równoosiowej. Struktura dwustanowa złożona z fazy pierwotnej i fazy międzykrystalicznej, która składa się z fazy pierwotnej, fazy międzykrystalicznej i fazy igłowej ′ wytrąconej w fazie.
