冷間圧造ファスナーの性能を高めるBT16チタン合金

Ti-3AI-5Mo-4.5V チタン合金 (BT16) は、ロシア軽合金研究所によって開発されました。 代表的な二相チタン合金の新型高強度合金です。 機械的性質と冷間圧造性に優れています。 この合金半製品の主な特徴は、直径 4 ～ 10 mm の圧延および引抜線および棒であり、冷間圧造によるネジ、ボルト、リベット、およびその他の航空用ファスナーの製造に使用できます。

BT16チタン合金の特徴は、少量のAl、多量のα相安定化元素(Mo)を含み、α相安定係数Kが0.8と高く、α相含有量が25%～30%程度であり、焼鈍または焼入れした状態で高い性能を発揮します。 安定性。 可塑性、固溶+時効合金は強度が高くなりますが、可塑性は大幅に低下しません。 熱処理中にチタン合金に現れる主な遷移相は、「相」、「」相、および焼入れ時効相です。

ロシアは、航空用ファスナーの製造に冷間圧造用の焼き鈍し BT16 合金ワイヤーを使用しています。 国内外の学者は、BT16チタン合金の焼鈍プロセス、微細構造、相構造、機械的特性について広範な研究を行ってきました。 BT16 合金製の冷間変形強化ファスナーは、労働時間とコストが最小限で済み、160 度以下で無期限に使用できます。 固溶時効 BT16 合金で作られたファスナーは、最大 350 度の温度で動作できます。

BT16チタン合金とその応用のさらなる研究と最適化のための理論的基礎と実験データを提供するために、研究者らは光学顕微鏡（OM）や走査型電子顕微鏡（SEM）などを使用してBT16チタンの組織構造の進化を研究しました。製造プロセス中に合金が生成されます。 （SEM）および透過型電子顕微鏡（TEM）。 そして、合金ワイヤの機械的特性に対する熱処理プロセスの影響。

実験には直径 6.5 mm の BT16 チタン合金ワイヤを使用しました。その化学組成を表 1 に示します。合金ワイヤの製造プロセスは、インゴット鋳造→ブランキング→鍛造→圧延です。 まず、2台の真空消耗電極溶解炉を使用してΦ210mmのBT16チタン合金インゴットを取得し、ビレットを切断します。 開始温度は1150度、最終温度は約800度に制御され、直径7.5mmの線材に熱間鍛造されます。 最終焼鈍処理：780度で2時間、550度まで炉冷後、空冷。 冷間圧造実験に備えて、焼鈍した線材の表面を研磨した。

BT16 チタン合金ワイヤと冷間圧造サンプルは、LEICA DM2500M 正立透過型および反射型光学顕微鏡 (OM)、JEOL JEM?2100 透過型電子顕微鏡 (TEM)、および JEOL JSEM?7001F 高解像度走査型電子顕微鏡 (SEM) を使用して観察および分析されました。 分析する。 化学腐食率は 2.5mLHf+3mLHNO3+5mLHCl+89.5mLH2O です。 テスト結果は次のとおりです。

(1) BT16 合金線の焼鈍方式は、760 ～ 830 度、2h+550 度、空冷です。 得られたワイヤの機械的性質は、σｂが８７０～９３５ＭＰａ、δが２２～２５％、ψが６２～６５％であった。 冷間圧造変形率は80%に達します。 焼鈍後の合金組織は、主等軸相、少量の短いストリップ相および粒界相からなる。

（２）固溶（空冷）＋時効後の合金組織は不規則な等軸初相と相からなり、針状相が析出する。 固溶（焼入れ）+時効後、合金は等軸相組成からなります。 初相と粒界相からなる二状態構造は、初相、粒界相、相内に析出する針状相から構成される。