اثر پیرسازی تک‌مرحله‌ای و دومرحله‌ای بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ نوین ti-3al-8mo-7v-3cr

آلیاژهای تیتانیوم شبه‌پایدار بتا به دلیل دارا بودن استحکام بالا و انعطاف‌پذیری مناسب و همچنین نسبت استحکام به وزن بالا جهت کاربرد در صنعت هوافضا مناسب می‌باشند. هدف از پژوهش حاضر  بررسی ریزساختار و خواص کششی حاصل از پیرسازی تک‌مرحله‌ای و دومرحله‌ای پس از چرخه های مکانیکی حرارتی آنیل تک‌فاز β و آنیل دوفاز α+β در آلیاژ نوین ti-3al-8mo-7v-3cr است. به این منظور، روی یک تسمه از این آلیاژ، عملیات‌ حرارتی آنیل انحلالی در منطقه تک‌فاز β، نورد سرد و تبلورمجدد و بر روی تسمه دیگر، عملیات‌ حرارتی آنیل انحلالی در منطقه دو‌فاز α+β انجام شد. سپس، نمونه‌هایی از این تسمه‌ها در دمای 550 درجه سانتی گراد تحت عملیات پیرسازی تک‌ مرحله‌ای قرار گرفت.  همچنین جهت انجام عملیات‌ پیرسازی دو‌مرحله‌ای، نمونه‌هایی در دمای 300 و 550 درجه سانتی‌گراد به ترتیب جهت پیرسازی اولیه و ثانویه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. پس‌از آن، تحولات ساختاری آلیاژ بوسیله‌ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و تفرق اشعه‌ی ایکس و خواص کششی بوسیله‌ی آزمایش کشش سرد ‌مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، سیکل بهینه عملیات حرارتی آلیاژ ti-3873، پیرسازی دومرحله‌ای پس از آنیل در منطقه دوفاز α+β است که منجر به دستیابی به استحکام تسلیم 1190 مگاپاسکال و ازدیادطول 14.7% شد. در این حالت، ساختار بدست آمده فاقد آلفای مرزدانه‌ای بوده و آلفای ثانویه تشکیل شده دارای طول کمتر از 0.5 میکرومتر و میانگین ضخامت آن 0.15 میکرومتر می‌باشد.

the effect of single-step and two-step aging on the microstructure and mechanical properties of the novel ti-3al-8mo-7v-3cr alloy

metastable beta titanium alloys are suitable for use in the aerospace industry due to their high strength and good ductility, as well as their high strength-to-weight ratio. the aim of the current research is to investigate the microstructure and tensile properties of the alloy after single-step and two-step aging following thermal-mechanical cycles of single-phase β annealing and two-phase α+β annealing. for this purpose, on one strip of the alloy, solution annealing heat treatment in the single-phase β region, cold rolling and recrystallization and on the other strip, solution annealing heat treatment in the two-phase α+β region was performed. afterwards, the specimens from the strips were subjected to single-step aging at 550⸰c. in addition, in order to perform two-step aging, specimens were subjected to heat treatment at 300 and 550⸰c for primary and secondary aging, respectively. then the structural evolution of the alloy was investigated by sem and x-ray diffraction pattern and the tensile properties of it by tensile test. it was found that the optimum heat treatment cycle of the ti-3873 alloy was two-step aging after α+β solution treatment leading to 1190 mpa yield strength and 14.7% elongation. in this case, the obtained structure has no grain boundary alpha and the formed secondary alpha has a length of less than 0.5 µm and its average thickness is 0.15 µm.