Parmi les alliages de titane, le TC4 est un alliage de titane largement utilisé. Il est généralement utilisé à l’état recuit. TC4 peut être soumis à un recuit de détente, un recuit de recristallisation et un traitement de vieillissement en solution solide. La structure après recuit est celle-là et les phases coexistent, mais la teneur en phase est moindre, représentant environ 10 %. La température de recristallisation TC4 est de 750 degrés.
La température de recuit de recristallisation est généralement choisie pour être de 80-100 degrés au-dessus de la température de recristallisation (mais dans les applications pratiques, cela dépend de la situation spécifique). Après recuit de recristallisation, la structure du TC4 est phase + phase équiaxe, et les performances globales sont bonnes. Cependant, le traitement de recuit du TC4 n'est qu'un traitement de stabilisation de phase. Afin d’exploiter pleinement le potentiel de ses excellentes propriétés, il convient de le renforcer. La température de transition + / phase de l'alliage TC4 est de 980-990 degrés.
La température de traitement en solution est généralement choisie pour être de 40-100 degrés inférieure à la température de transformation + / (en fonction de la situation spécifique), car la structure grossière de Widmanstatten obtenue par traitement en solution dans la région de phase présente une durabilité et une résistance à la rupture élevées. Il présente l’avantage d’une ténacité élevée, mais la plasticité à la traction et la résistance à la fatigue sont toutes deux très faibles. Cependant, le traitement en solution dans la région de la phase + ne présente pas cet inconvénient.
Le traitement de vieillissement consiste à chauffer le TC4 traité en solution à une température moyenne, à le conserver pendant un certain temps, puis à le refroidir à l'air. Le traitement de vieillissement a pour but d'éliminer la phase ' produite par le traitement en solution solide et préjudiciable aux performances globales. La martensite trempée produite par le traitement en solution solide se décompose rapidement au cours du processus de vieillissement (la transformation de phase est assez complexe), provoquant une augmentation de la résistance. Il y a deux points de vue à ce sujet :
1. On pense que parce que ' se décompose en + , l'effet de renforcement de la dispersion des produits de décomposition augmente l'intensité du TC4.
2. On pense que pendant le processus de vieillissement, la phase se décompose pour former la phase ω, provoquant un renforcement du TC4.
À mesure que le vieillissement progresse, la force diminue. Il existe deux points de vue différents sur ce phénomène :
1. L'agrégation des phases réduit la force.
2. La décomposition de la phase ω est un processus de ramollissement.
Le choix de la température et de la durée de vieillissement doit être basé sur l’obtention des meilleures performances globales. Dans les limites de la solution et des plages de vieillissement recommandées, il est préférable de déterminer le meilleur processus grâce à la courbe de durcissement par vieillissement. Le vieillissement à basse température (480-560 degrés) est meilleur que le vieillissement à haute température au-dessus de 700 degrés. Parce qu'en termes de résistance à la traction, de durabilité et de résistance au fluage, de ténacité à la rupture et de propriétés de traction aux entailles à haute température, le vieillissement à basse température est meilleur que le vieillissement à haute température. Les performances globales du TC4 après un traitement en solution solide sont meilleures qu'après un traitement de recuit à 750-800 degrés.
Il convient de souligner que le traitement de l'alliage de titane TC4 entraîne un impact plus important de la structure d'origine sur la microstructure et les propriétés mécaniques après traitement thermique. Pour la structure en forme de réseau formée par différentes déformations au-dessus de la température de transformation de phase, elle ne peut pas être modifiée par traitement thermique. Après un recuit à 750-800 degré, l'état organisationnel d'origine est essentiellement maintenu ; pour le traitement en dessous de la température de transformation de phase. Les structures de phase obtenues, après recuit à 750-800 degrés, peuvent obtenir la phase primaire équiaxiale et la phase transformée. La ductilité en traction et la réduction de surface du premier sont inférieures à celles du second ; mais sa résistance aux températures élevées, sa ténacité à la rupture et sa résistance à la corrosion sous contrainte de sel chaud sont plus élevées.
