Paduan titanium TA18 (Ti-3Al-2.5V), sebagai paduan titanium berkinerja tinggi, menunjukkan berbagai macam aplikasi dalam bidang kedirgantaraan, eksplorasi samudra, dan perangkat medis kelas atas karena kekuatannya yang tinggi, kepadatannya yang rendah, dan ketahanan korosinya yang sangat baik. Tujuan dari makalah ini adalah untuk mengeksplorasi pengaruh proses perlakuan panas terhadap struktur mikro dan kekuatan luluh paduan titanium TA18, dengan tujuan untuk memberikan dasar teoritis dan dukungan eksperimental untuk aplikasi paduan ini yang optimal. I. Proses perlakuan panas paduan titanium TA18
Sebagai cara utama untuk mengatur sifat-sifat paduan titanium TA18, perlakuan panas dapat secara efektif meningkatkan struktur mikro dan sifat mekanisnya dengan mengendalikan suhu, waktu, dan mode pendinginan secara tepat.
Perlakuan anil
Tujuan: Menghilangkan tegangan sisa pemrosesan, meningkatkan plastisitas dan ketangguhan material.
Parameter proses: suhu 700 derajat -800 derajat, waktu penahanan 1-2 jam, pendinginan dengan tungku.
Efek: menghaluskan butiran, meningkatkan keseragaman material, mengurangi kekuatan luluh hingga sekitar 450 MPa, meningkatkan perpanjangan hingga lebih dari 25%.
Perawatan larutan padat
Tujuan: Untuk meningkatkan distribusi fase dan fase yang seragam, dan meningkatkan kekuatan dan kekerasan material.
Parameter proses: suhu 900 derajat -950 derajat, waktu penahanan 30-60 menit, pendinginan air atau udara cepat.
Efek: Kekuatan luluh meningkat hingga lebih dari 800 MPa, dan kekuatan tarik mencapai 950 MPa, tetapi plastisitasnya sedikit menurun.
Perawatan penuaan
Tujuan: Untuk lebih memperkuat material berdasarkan perlakuan larutan padat, dan untuk meningkatkan sifat mekanis dengan mengendapkan fase sub-stabil yang halus.
Parameter proses: suhu 500 derajat C - 600 derajat C, waktu penahanan 4-8 jam, pendinginan dengan tungku.
Efek: kekuatan luluh hingga 900 MPa atau lebih, kekuatan tarik sekitar 1000 MPa, tetapi plastisitasnya berkurang lebih lanjut hingga sekitar 10%.
Kedua, analisis kekuatan luluh paduan titanium TA18
Kekuatan luluh sebagai indikator penting untuk mengevaluasi kemampuan deformasi plastik suatu material, sangat dipengaruhi oleh proses perlakuan panas.
Keadaan tidak diolah: kekuatan luluh sekitar 620 MPa, kekuatan tarik sekitar 780 MPa, perpanjangan sekitar 20%, dengan plastisitas baik tetapi kekuatan rendah.
Keadaan anil: Melalui perlakuan anil, kekuatan luluh dikurangi hingga sekitar 450 MPa, disertai dengan peningkatan signifikan dalam perpanjangan, yang meningkatkan plastisitas dan ketangguhan material.
Keadaan larutan padat: Perlakuan larutan padat meningkatkan kekuatan secara signifikan, dengan kekuatan luluh melonjak hingga lebih dari 800 MPa, tetapi mengorbankan plastisitas.
Kondisi penuaan: Perlakuan penuaan semakin memperkuat material, dengan kekuatan luluh melonjak hingga lebih dari 900 MPa, membuatnya ideal untuk aplikasi kekuatan tinggi, tetapi plastisitasnya semakin berkurang.
Data eksperimen dan verifikasi
Untuk memverifikasi analisis teoritis di atas, serangkaian percobaan dilakukan, dan data spesifiknya adalah sebagai berikut:
Percobaan perlakuan anil: suhu 750 derajat C, isolasi 1,5 jam, pendinginan dengan tungku, kekuatan luluh terukur 450 MPa, kekuatan tarik 650 MPa, perpanjangan 26%.
Percobaan perlakuan larutan: suhu 920 derajat C, waktu penahanan 45 menit, pendinginan air, kekuatan luluh terukur 820 MPa, kekuatan tarik 960 MPa, perpanjangan 14%.
Percobaan perlakuan penuaan: suhu 550 derajat C, waktu penahanan 6 jam, pendinginan dengan tungku, kekuatan luluh yang diukur 920 MPa, kekuatan tarik 1020 MPa, perpanjangan 12%.
IV. Kesimpulan
Proses perlakuan panas pada paduan titanium TA18 memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan luluh dan sifat mekanisnya secara menyeluruh. Dengan mengatur parameter proses perlakuan anil, larutan, dan penuaan secara wajar, keseimbangan optimal antara kekuatan material dan plastisitas dapat dicapai untuk memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi teknik. Penelitian di masa mendatang dapat mengeksplorasi lebih jauh proses perlakuan panas yang lebih canggih untuk sepenuhnya memanfaatkan potensi paduan titanium TA18.
