Термічна обробка титану та титанових сплавів (2)

(Продовження)

Типи сплавів і реакція на термічну обробку

Реакція титану та титанових сплавів на термічну обробку залежить від складу металу та впливу легуючих елементів на кристалічне перетворення титану. Крім того, не всі цикли термічної обробки застосовні до всіх титанових сплавів, оскільки різні сплави призначені для різних цілей.
На основі типів і кількості легуючих елементів, які вони містять, титанові сплави класифікуються як сплави, майже-, - або сплави. Альфа- та майже альфа-титанові сплави можна зняти напругу та відпалити, але висока міцність цих сплавів не може бути досягнута будь-яким типом термічної обробки (наприклад, старінням після бета-обробки та загартування).
Основні альфа-, майже-альфа-, альфа-бета та бета-сплави мають реакцію на термічну обробку, налаштовану на мікроструктуру (фази та розподіл), яка може бути отримана, яка є функцією хімічного складу.

Альфа, майже альфа: оскільки альфа-сплави зазнають незначних фазових змін, їхньою мікроструктурою неможливо маніпулювати термічною обробкою. Отже, висока міцність альфа-сплавів не може бути досягнута термічною обробкою. Однак деякі сплави, наближені до альфа, як-от Ti-8Al-1Mo-1V, можна обробити розчином і зістарити для підвищення міцності. Як альфа-, так і майже альфа-титанові сплави можна зняти напругу та відпалити.

Альфа-бета: Альфа-бета-сплави складають найбільший клас титанових сплавів. Мікроструктури можуть бути суттєво змінені шляхом їх обробки (кування) та/або термічної обробки нижче або вище бета-переходу. Складом, розмірами та розподілом фаз у цих двофазних сплавах можна маніпулювати в певних межах. Як наслідок, альфа-бета-сплави можуть бути загартовані термічною обробкою, а обробка розчином і старіння використовуються для отримання максимальної міцності. Інші термічні обробки, включаючи зняття напруги, також можуть бути застосовані до цих сплавів.

Бета-сплави: у комерційних (метастабільних) бета-сплавах можна комбінувати процеси зняття напруги та старіння. Крім того, відпал і обробка розчину можуть бути ідентичними операціями.

За впливом на алотропне перетворення легуючі елементи в титані класифікуються як стабілізатори або стабілізатори. Альфа-стабілізатори, такі як кисень і алюміній, підвищують температуру перетворення. Азот і вуглець також є стабілізаторами, але ці елементи зазвичай не навмисно додають до складу сплаву. Бета-стабілізатори, такі як марганець, хром, залізо, молібден, ванадій і ніобій, знижують температуру перетворення і, залежно від доданої кількості, можуть призвести до збереження деякої фази при кімнатній температурі.
Сплави Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr і Ti-6Al-2Sn{{7} }Zr-6Mo розроблено для міцності у важких секціях.
Сплави Ti- 6Al-2Sn-4Zr-2Mo та Ti-6Al-5Zr-0.5Mo{{8 }}.2Si для опору повзучості.
Сплави Ti-6Al-2Nb-1 Ta-1Mo та Ti-6Al-4V для стійкості до корозії під напругою у водних сольових розчинах і для високої міцності на руйнування.
Сплави Ti-5Al-2.5Sn і Ti-2.5Cu для зварюваності
Сплави Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-4V і Ti-10V-2Fe{{ 7}}Al для високої міцності при низьких і помірних температурах.