กระบวนการหลอมโลหะผสมไทเทเนียม Gr.38
เนื่องจากเป็นวัสดุโครงสร้างน้ำหนักเบา โลหะผสมไททาเนียมจึงมีคุณสมบัติครอบคลุมดีเยี่ยม มีความหนาแน่นต่ำ มีความแข็งแรงจำเพาะสูง มีความแข็งแรงเมื่อยล้าและทนต่อการแพร่กระจายของรอยแตกได้ดี ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี ฯลฯ ดังนั้นจึงมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางมากขึ้นในการบิน การบินและอวกาศ ,ยานยนต์,การต่อเรือ,พลังงานและอุตสาหกรรมอื่นๆ โลหะผสมไทเทเนียม Gr.38 เป็นโลหะผสมไทเทเนียมใหม่ที่พัฒนาโดยบริษัท ATI Technology ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งสามารถแทนที่โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงและปานกลางทั่วไปมากที่สุดได้ และองค์ประกอบที่กำหนดคือ Ti-4Al-2 .5V-1.5Fe-0.25O ซึ่งเป็นโลหะผสมไทเทเนียมความแข็งแรงสูงชนิด + เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสม TC4 โลหะผสม Gr.38 จะใช้เหล็กแทนวาเนเดียมที่มีราคาสูงกว่าเป็นองค์ประกอบที่มีเสถียรภาพ ความแข็งแรงของมันเทียบได้กับโลหะผสม TC4 และการยืดตัวจะเทียบเคียงหรือสูงกว่าเล็กน้อย แต่ก็แตกต่างจากที่มันสามารถเป็นได้ทั้งสองอย่าง การแปรรูปแบบร้อนและเย็น และสามารถทำจากแผ่นบาง ม้วน แถบ แถบผูกร้อนที่มีความแม่นยำ แผ่นหนา ท่อไร้รอยต่อและการหล่อ และผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรม เมื่อพิจารณาถึงความสามารถในการขึ้นรูปซูเปอร์พลาสติกที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติความล้าแบบรูเปิดของโลหะผสมไททาเนียม Gr.38 และยังสามารถใช้สำหรับการเชื่อมแบบเสียดสีแบบกวน จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมาก ค่อนข้างเหมาะสำหรับการแทนที่เหล็ก อลูมิเนียม วัสดุคอมโพสิต ไทเทเนียมบริสุทธิ์ และ โลหะผสมไทเทเนียมอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบการบินและอวกาศและการทหารมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างมาก ศึกษาผลกระทบของระบบการหลอมที่แตกต่างกันต่อโครงสร้างจุลภาค สมบัติทางกล และสัณฐานวิทยาการแตกหักของแรงดึงของแท่งโลหะผสมไทเทเนียม Gr.38
วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการเตรียมโลหะผสมไทเทเนียม Gr.38 คือฟองน้ำไทเทเนียมและส่วนประกอบโลหะผสม ซึ่งรวมถึงโลหะผสมอลูมิเนียม-วานาเดียม เม็ดอลูมิเนียม ตะปูเหล็ก และไทเทเนียมไดออกไซด์ หลังจากผสมและเตรียมอิเล็กโทรดแล้ว แท่งโลหะที่มีขนาด Φ440มม. ถูกเตรียมโดยการถลุงสุญญากาศสองครั้งในเตาอาร์คที่ใช้วัสดุสิ้นเปลืองสุญญากาศ จุดเปลี่ยนเฟสของโลหะผสมไททาเนียม Gr.38 คือ 970 ± 5 องศาโดยการตรวจทางโลหะวิทยาด้วยอุณหภูมิ หลังจากการตีขึ้นรูป 8 รอบ ในที่สุดแท่งโลหะขนาด Φ440 มม. ก็ถูกรีดร้อนจนถึงแท่งขนาด Φ20 มม. และสถานะก็ถูกรีด ระบบการหลอมคือการระบายความร้อนด้วยเตาเผา ระบายความร้อนด้วยน้ำ และระบายความร้อนด้วยอากาศ หลังจากคงไว้ที่ 830, 930, 950 และ 1,000 องศา เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ตามลำดับ
แท่งทดสอบที่มีความยาว 75 มม. ถูกตัดออกจากแท่งสำเร็จรูปเพื่อเป็นตัวอย่างคุณสมบัติทางกล และแท่งทดสอบที่มีความยาว 20 มม. ถูกตัดเป็นตัวอย่างทางโลหะวิทยา และเนื้อหาการทดสอบเสร็จสิ้นหลังจากการอบอ่อน เนื้อหาหลักของการทดลองคือการทดสอบโครงสร้างจุลภาค สมบัติแรงดึงที่อุณหภูมิห้อง และสัณฐานวิทยาของการแตกหักของแรงดึงภายใต้ระบบการอบอ่อนที่แตกต่างกัน ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า:
(1) หลังจากเก็บไว้ที่ 930 ~ 950 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมงและอบอ่อนด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศ (หรือระบายความร้อนด้วยน้ำ) โลหะผสม Gr.38 สามารถรับความแข็งแรงสูงกว่าและมีความเป็นพลาสติกได้ดีขึ้น และมีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดี
(2) ความแข็งแรงของผลผลิตของโลหะผสม Gr.38 ต่ำหลังจากถูกเก็บไว้ที่ 830 องศาและอบอ่อนด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นเวลา 1 ชั่วโมง ซึ่งเอื้อต่อการประมวลผลวัสดุในภายหลัง
(3) สัณฐานวิทยาการแตกหักของแรงดึงของโลหะผสม Gr.38 ที่อุณหภูมิห้องแสดงให้เห็นลักษณะการแตกหักแบบเหนียวของรังผึ้ง หลังจากการหลอมที่ 1,000 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง การหรี่แสงบนรอยแตกนั้นค่อนข้างเล็กและตื้น และความเป็นพลาสติกก็ค่อนข้างต่ำ
