Thermal history of alpha morphology in titanium alloy Ti-6Al-4V

Abstract

Titan und seine Legierungen werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie wegen hervorragender Korrosionsbeständigkeit, ausgezeichneter Bruchzähigkeit, hoher spezifische Steifigkeit und Festigkeit bei Raum- und erhöhter Temperatur häufig verwendet. Durch gezielte Phasenumwandlungen kann die Mikrostruktur eingestellt werden und damit die mechanischen Eigenschaften des Materials an die Anforderungen angepasst werden. In dieser Arbeit werden die Gefügeänderungen in der Alpha+Beta Titanlegierung Ti-6Al-4V während isothermer Wärmebehandlungen im Temperaturbereich in der Nähe der Beta-Transus Temperatur, sowie der Einfluss der nachfolgenden Abkühlgeschwindigkeit untersucht. Quantitative Metallographie und Elektronenstrahl-Mikroanalyse werden eingesetzt um das Gefüge zu beschreiben. Die Kinetik der Gefügeentwicklung wird durch zugeordnete Differential Scanning Kalorimetrie (DSC) und Dilatometrie ermittelt.<br />Isotherme Wärmebehandlungen in Alpha- und Beta-Bereichen wurden durchgeführt, um die morphologische Entwicklung der primären Alpha-Phase zu bestimmen. Wärmebehandlungen bei Temperaturen zwischen 930-970°C zwischen

Titanium and its alloys are still the most common high strength structural materials used in aerospace industry because of their good corrosion resistance, excellent fracture toughness, high specific stiffness and strength at ambient and elevated temperatures. The phase transformation provides the base for the control of the microstructure and the properties of the material depending on the microstructure. In this work the microstructural changes of the alpha+beta titanium alloy Ti-6Al-4V are investigated during isothermal heat treatments in the range of temperatures near to beta transus temperature and during the cooling rate thereafter. Metallography and electron probe micro analysis combined with image analysis are used to quantify the microstructure, which is correlated to thermograms of differential scanning calorimetry (DSC) and to dilatometry measurements.<br />Isothermal heat treatments in alpha+beta and beta fields are carried out to determine the evolution of the microstructural features of the primary alpha phase. Heat treatments at temperatures between 930-970°C between