Titaanmetalli töötlemise tehnoloogia analüüs

Suure jõudlusega-metallmaterjalinatitaan oma tehnoloogilistes omadustes on nii eripära kui ka keerukus.
 

Plastilisus: toatemperatuuril on puhtal titaanil ja titaanisulamitel madal plastilisus ning pikenemine ja pindala vähenemine on palju väiksem kui madala{0}}süsiniksisaldusega terasel ja puhtal alumiiniumil. Seda on lihtne murda. Konkreetses kõrge -temperatuurivahemikus paraneb plastilisus, mis võimaldab neil taluda suuri deformatsioone. Titaani survetöötlus toimub enamasti kuumas olekus ning 200–500-kraadises "sinises rabedas tsoonis" tuleks vältida töötlemist, vastasel juhul võivad tekkida kõvastumised ja praod.

Deformatsioonikindlus: titaanil on kõrge tugevus ja selle deformatsioonikindlus kõrgetel temperatuuridel on siiski kõrgem kui madala-süsiniksisaldusega terasel ja alumiiniumisulamil. Töötlemine nõuab suurt seadmete võimsust ja põhjustab tugevat hallituse kulumist. See on tihedalt seotud töötlemistemperatuuri ja deformatsioonikiirusega: temperatuuri tõus võib oluliselt vähendada deformatsioonikindlust, kuid seda tuleb kontrollida faasisiirde temperatuurist madalamal; Madala-kiirusega deformatsioon soodustab titaani plastilist voolu ja vähendab pragude tekkimise ohtu.

Lahtitavus: ühekordsest suurest deformatsioonist põhjustatud sisemiste pragude vältimiseks tuleks kasutada meetodit "väike deformatsioon, mitu läbimist". Pärast sepistamist on vajalik kiire jahutamine, et vältida -faasi ebaühtlast lagunemist. See sobib selliste protsesside jaoks nagu häirimine, joonistamine ja mulgustamine. Sepised on tiheda sisestruktuuri ja suurepäraste mehaaniliste omadustega ning neid kasutatakse laialdaselt kosmosetööstuse konstruktsiooniosades.

Rullitavus: titaanil on suurepärane rullitavus kõrgetel temperatuuridel, valtsimistemperatuur on sarnane sepistamistemperatuuriga. Vajalik on pidev kuumvaltsimisseade koos inertgaasikaitsega. Puhtal titaanil ja madala -legeeritud titaanisulamitel (Gr1, Gr2, Gr5) on hea rullitavus ning neid saab kasutada plaatide, sektsioonide, torude ja muude toodete valmistamiseks.

Ekstrudeeritavus: titaani ekstrudeeritavus põhineb "kõrge temperatuuri + vaakum/inertgaasi kaitsel". Hea plastilisusega puhas titaan ja +-tüüpi titaanisulam Gr5 sobivad ekstrusioontöötluseks ja võivad toota keeruka ristlõikega profiile (nagu aero-mootori labaprofiilid). Ekstrusiooniks kasutatakse kuuma ekstrusiooniprotsessi: vormi eelsoojendustemperatuur on umbes 400–600 kraadi, ekstrusioonikiirus on aeglane ja pärast ekstrudeerimist toimub kiire jahutamine, et tagada sektsioonide mõõtmete täpsus ja ühtlane struktuur.

III. Keevitustehnoloogia jõudlus
Keevitatavus: Laiemas mõttes on titaanil hea keevisliidete jõudlus, kuid vajalik on range õhust isoleerimine. Kitsas tähenduses on titaanil madal keevisõmbluse pragude tundlikkus, kuid kõrge -sulami titaanisulamid on altid külmade pragude tekkeks. Keevitusprotsessi ajal on sulavann ja kuumus{3}}mõjutatud tsoon altid reageerima hapniku ja lämmastikuga, moodustades rabeda ja kõva Ti₂O₃ ja TiN, mis vähendab keevisühenduse sitkust. Kiirel jahutamisel tekib martensiitstruktuuri, mis suurendab vuugi kõvadust ja pragunemise ohtu.

Keevisõmbluse vormitavus: sula titaanil on halb voolavus ja keevisõmbluse moodustumine on altid sellistele probleemidele nagu ebaühtlane laius, liigne tugevdus ja kare pind. Keevitusparameetreid tuleks optimeerida koos argoonikaitsega, et tagada ühtlane ja sujuv keevisõmblus. Levinud keevitusmeetodid hõlmavad volframist inertgaasi keevitamist (TIG) ja plasmakaarkeevitust. Keevitusmaterjalides tuleks kasutada titaanisulamist keevitustraate, mis sobivad mitteväärismetalli koostisega, et vältida koostise eraldumist.
Keevisõmbluse pragude tundlikkus: puhtal titaanil ja -tüüpi titaanisulamitel on äärmiselt madal keevisõmbluse pragude tundlikkus, kusjuures peamine oht on kuumad praod; +- ja --tüüpi titaanisulamid võivad külmalt praguneda. Kontrollimeetmed hõlmavad järgmist: mitteväärismetalli ja keevitustraadi pinna range puhastamine enne keevitamist; eelsoojendus enne keevitamist; aeglane jahutamine pärast keevitamist ja pinget leevendav lõõmutamine, et vähendada liigeste pinget ja kõvadust.

Keevisõmbluse-järgne kõvenemise tendents: struktuurse muutumise ja tahke lahusega tugevdamise tõttu on titaanisulamist keevisliidetel ilmne tendents pärast-keevisõmblust kõveneda. Selle kõvadus on tavaliselt 10%-30% kõrgem kui mitteväärismetallil, mis muudab hilisema lõikamise raskemaks. Vajame keevitusjärgset-kuumtöötlust, et parandada vuugi struktuuri, vähendada kõvadust ning suurendada sitkust ja töötlemisvõimet. Keevitusjärgne vigade tuvastamine võib avastada kõrgete nõudmistega keevitusdetailide sisemisi defekte, nagu poorid ja praod.