Prelucrarea la cald și la rece a aliajelor de titan

Prelucrare la cald și prelucrare la rece, ca cele două metode de formare de bază pentrualiaje de titan, prezintă caracteristici distincte ale procesului, avantaje de performanță și scenarii de aplicare bazate pe diferite mecanisme de temperatură și principii de deformare.

 

 

Diferența cheie între lucrul la cald și la rece este temperatura de procesare în raport cu temperatura de recristalizare. Determină direct microstructura și proprietățile materialului.

 

Lucru la cald: Efectuat peste temperatura de recristalizare, elimină întărirea prin recristalizare dinamică și permite formarea ușoară.

 

Munca la rece: Efectuat la temperatura camerei sau sub temperatura de recristalizare, se deformează prin alunecarea de dislocare cu întărire evidentă și fără recristalizare dinamică semnificativă.

 

 

(I) Lucru la cald

Pentru a realiza formarea de țagle de dimensiuni mari-, eliminați ca-defectele turnate, optimizați microstructura, reduceți rezistența la deformare și îmbunătățiți eficiența producției.

 

Procese și caracteristici tipice

Procese principale: forjare la cald, laminare la cald și extrudare la cald.

 

Puncte de control de bază

Mediu: Aliajele de titan sunt predispuse la oxidare și fragilizarea hidrogenului la temperaturi ridicate. Necesită prelucrare într-un mediu inert sau în vid.

Schimbarea temperaturii: controlați cu strictețe temperatura de încălzire, timpul de menținere și viteza de răcire pentru a evita boabele grosiere, plasticitatea insuficientă sau stresul intern excesiv.

 

Dificultăți tehnice

Controlați coordonat „temperatura, mediul și deformarea” și rezolvați problemele de oxidare, fragilizarea hidrogenului, acumularea de căldură și defecte ale pieselor.

 

(II) Lucru la rece

Pentru a controla cu precizie acuratețea dimensională, a îmbunătăți rezistența și a optimiza calitatea suprafeței prin întărire prin lucru și pentru a se adapta la piese de precizie de dimensiuni mici-.

 

Procese și caracteristici tipice

Laminare la rece: Rafinează grosimea plăcilor cu o toleranță de până la ±0,05 mm și îmbunătățește acuratețea dimensională.

Desenul la rece: produce fire și bare din aliaj de titan de înaltă precizie-prin tragere prin matrițe.

Prelevare rotativă la rece: Prezintă o suprafață netedă și de înaltă precizie, potrivită pentru bare cu forme speciale-loturi mici-și poate rafina boabele pentru a îmbunătăți rezistența.

 

Puncte de control de bază

Cantitatea deformarii: Cantitatea de deformare cu o singură trecere -este mai mică de 15% pentru a preveni ruperea materialului.

Recoacere intermediară: Recoacerea la 650-700 de grade timp de 1-2 ore este necesară între procesarea în mai multe treceri pentru a elimina stresul și a restabili plasticitatea.

Protecția suprafeței: Controlați cu strictețe finisarea suprafeței uneltelor; Produsele de{0}}înaltă precizie necesită lustruire ulterioară pentru a evita zgârieturile.

 

Dificultăți tehnice

Depășiți declinul plasticului cauzat de întărirea prin muncă pentru a preveni fisurarea; controlați cu precizie stresul dimensional și rezidual, în special pentru aliajele de titan-de înaltă rezistență, pentru a echilibra rezistența și plasticitatea.

 

 

(I) Diferențele de microstructură

Lucru la cald: Recristalizarea dinamică are loc la temperaturi ridicate, formând boabe echiaxiale uniforme, eliminând întărirea prin muncă și îmbunătățind izotropia.

Munca la rece: Nu are loc recristalizare dinamică, cu acumularea densității de dislocare; boabele sunt alungite și rafinate, iar unele pot forma granule la scară nanometrică și o textură de orientare preferată, îmbunătățind astfel rezistența.

 

(II) Diferențele de proprietăți macroscopice

Proprietăți mecanice: Prelucrarea la cald oferă proprietăți complete excelente, cu o combinație echilibrată de rezistență, plasticitate și duritate, potrivită pentru scenarii complexe de stres; prelucrarea la rece îmbunătățește rezistența, duritatea și rezistența la uzură, reducând în același timp plasticitatea, potrivit pentru scenarii de-rezistență, de înaltă-precizie și de un singur-stres.

 

Calitatea suprafeței: Suprafața după prelucrare la cald are un strat de oxid și rugozitate mare, necesitând tratare ulterioară; Suprafața după prelucrare la rece este lipsită de strat de oxid și are o rugozitate redusă, cu un finisaj neted, fără a fi nevoie de un tratament complex ulterior.

 

Precizie dimensională: Lucrarea la cald este afectată de dilatarea și contracția termică, rezultând o precizie scăzută și o toleranță mare; lucrul la rece are o temperatură stabilă, precizie ridicată și toleranță mică, potrivite pentru producția de piese de precizie.

 

 

1. Aplicații ale lucrului la cald

Aerospațial: Structuri cu aripi, discuri de turbină cu motor aero-, pale etc. Formarea complexă se realizează prin forjare la cald/forjare izotermă pentru a asigura o microstructură uniformă și rezistență și tenacitate ridicate.

 

Inginerie maritimă: Elice, componente din aliaj de titan pentru platforme offshore, care îmbunătățesc duritatea și rezistența la coroziune pentru a se adapta la mediul marin.

 

Pregătirea taglelor de bază: Lingourile din aliaj de titan sunt transformate în plăci, bare și tuburi prin forjare la cald și laminare la cald pentru a furniza țagle pentru prelucrarea ulterioară.

 

2. Aplicații ale prelucrării la rece

Industria medicală: Articulații artificiale, implanturi ortopedice, etc. Laminarea la rece/prelevarea rotativă la rece asigură precizia, finisarea suprafeței și rezistența pentru a îndeplini cerințele de biocompatibilitate.

 

Instrumente de precizie: roți dințate de precizie, carcase pentru senzori etc., obținând formarea de înaltă-precizie și stabilitate de potrivire.

 

Echipamente-de înaltă calitate: Componente de precizie pentru energie nouă și echipamente inteligente, îmbunătățind rezistența și rezistența la uzură și prelungind durata de viață.

 

3. Procesare sinergică la cald-la rece

În producție, aliajele de titan sunt de obicei prelucrate prin prelucrare la cald pentru formare și prelucrare la rece pentru îmbunătățirea proprietăților. Luând ca exemplu plăcile din aliaj de titan Gr5:

 

• Laminare la cald la temperatură ridicată pentru a rafina ca-defecte turnate

 

• Laminare la rece pentru reducerea grosimii, cu recoacere intermediară pentru eliminarea călirii prin lucru

 

• Recoacere finală sub vid pentru ameliorarea stresului

 

Acest lucru produce plăci de-înaltă precizie, de înaltă-performanță, care îndeplinesc cerințele stricte ale aplicațiilor aerospațiale și medicale.

 

Ruihang Group produce în principal produse din titan și aliaje de titan.Pentru mai multe detalii, vă rugăm să ne contactați la adresa de e-mail: Sam.Rui@bjrh-titanium.com