بررسی اثر نورد سرد و عملیات حرارتی آنیل و پیرسازی روی آلیاژ جدید تیتانیوم Ti۳۸۷۳

در این پژوهش برای بهبود همزمان استحکام و انعطافپذیری آلیاژ تیتانیوم بتا Ti-۳Al-۸Mo-۷V-۳Cr عملیات مکانیکی-حرارتی شامل کارسرد و عملیات حرارتی آنیل و پیرسازی انجام شد. به منظور انجام کارسرد، سطح تسمه اولیه با ضخامت ۴/۶ میلیمتر تحت عملیات نورد سرد با درصدهای ۴۴ تا ۰۴ درصد قرار گرفت. نمونه های نورد سرد شده در دماهای ۷۵۰، ۸۰۰، ۸۵۰ و ۹۰۰ درجه سانتیگراد و در مدت زمان ۵۵ دقیقه آنیل شدند. برای افزایش استحکام نمونه ها پس از فرایند آنیل، پیرسازی در دمای ۶۰۰℃ و به مدت ۸ ساعت انجام شد. در نتیجه با انجام پیرسازی در دما و زمان مشخص می توان استحکام آلیاژ مذکور را بالا برد. بدین منظور عملیات پیرسازی بر روی نمونه های با ۵۴ درصد کار سرد انجام گرفت. با انجام ۵۰ تا ۸۰ درصد کارسرد بر روی تسمه اولیه استحکام تسلیم پس از انجام فرایند آنیل به مدت ۵۵ دقیقه در دمای ℃ ۸۰۰ به ترتیب ۸۷۶، ۸۹۸، ۸۹۵، ۸۸۶ و ۹۰۴ مگاپاسکال شد. برای نمونه با ۵۴ درصد کارسرد با تغییر دمای آنیل پس از کارسرد از ۷۵۰℃ به ۸۵۰℃ میزان درصد ازدیاد طول، عدد سختی و استحکام تسلیم به ترتیب با افزایش ۴۴ درصدی، کاهش ۲۷ ویکرزی و کاهش ۷/۲ درصدی همراه شد. برای نمونه با ۷۰ درصد کارسرد و با همین تغییر دمای آنیل درصد ازدیاد طول، عدد سختی و استحکام تسلیم به ترتیب با افزایش ۴۴/۵ درصدی، کاهش ۷۰ ویکرزی و کاهش ۴/۵ درصدی همراه شد. برای نمونه با ۵۰ درصد کارسرد و آنیل در دمای ۸۰۰℃ با انجام فرایند پیرسازی استحکام کششی نهایی به ۵۵۱۰ مگاپاسکال رسید و با افزایش ۱۹ درصدی همراه شد. این در حالی است که قبل از فرایند پیرسازی برای نمونه با ۵۰ درصد کارسرد و آنیل در دمای ۸۰۰℃ استحکام کششی نهایی برابر با ۹۱۵ مگاپاسکال بود. بررسی های ریز ساختاری توسط نرم افزار clemex انجام شد. اندازه دانه برای نمونه های ۵۰ و ۷۰ درصد کار سرد برابر با ۷۸ و ۶۰ میکرومتر شد. با افزایش میزان کار سرد از ۵۰ به ۸۰ ، میزان کرویت دانه ها ۴/۵ درصد افزایش پیدا کرد و نسبت طول به عرض دانه ها با کاهش ۷ درصدی همراه شد. با انجام ۵۰ درصد کار سرد و آنیل در دمای ۸۰۰℃ به مدت ۱۵ دقیق و سپس پیرسازی در دمای ۶۰۰℃ به مدت ۸ ساعت، نمونه از استحکام و انعطاف پذیری قابل قبولی برخوردار شد و همچنین پارامترهای مطرح شده باعث بهبود ریزساختار و ایجاد ساختاری همگن شد.