Analiza tehnologiei de prelucrare a metalelor cu titan

Ca material metalic de{0}}înaltă performanță,titan prezintă atât particularitate, cât și complexitate în proprietățile sale tehnologice.
 

 

Provocare	Probleme de bază	Soluții
Fluiditate slabă	Punctul de topire ridicat (1668 grade) duce la dificultăți de umplere a matrițelor complexe; riscuri de eroare/închidere la rece.	Adoptă retopirea cu arc cu vid/turnarea centrifugă + matrițe de înaltă puritate-; controlați cu strictețe temperatura de turnare.
Contracție	1,8%-2,5% contracție de solidificare provoacă deformare/fisuri induse de efort.	Rezervați alocații de contracție mai mari; proiectați o grosime uniformă a peretelui; efectuează recoacerea de reducere a stresului.
Absorbția gazelor	Porii de gaz/incluziunile de oxid degradează proprietățile mecanice și rezistența la coroziune.	Protectie la topire/turnare sub vid/gaz inert (Ar/He); degazează materii prime; controlați cu precizie viteza de turnare.
Tendința de segregare	Diferențele de solubilitate de fază a elementelor de aliere + solidificarea neuniformă cauzează segregarea limită regională/granulelor, ceea ce duce la performanțe inconsistente.	Optimizați sistemele de răcire a matriței; controlează viteza de solidificare; adăugați inoculante; efectuați un tratament termic de omogenizare post{0}}turnare.

 

 

1. Plasticitate

La temperatura camerei, titanul pur și aliajele de titan au plasticitate scăzută, cu alungirea și reducerea suprafeței mult mai mici decât cele ale oțelului cu conținut scăzut de-carbon și aluminiului pur. Este ușor de fracturat. Într-un interval specific de temperatură înaltă-, plasticitatea este îmbunătățită, permițându-le să reziste la deformări mari. Prelucrarea sub presiune a titanului se desfășoară în cea mai mare parte în stare fierbinte, iar prelucrarea în „zona fragilă albastră” de 200-500 de grade ar trebui evitată, altfel pot apărea întărirea prin muncă și fisurile.

2. Rezistența la deformare

Titanul are o rezistență ridicată, iar rezistența sa la deformare la temperaturi ridicate este încă mai mare decât cea a oțelului cu conținut scăzut de-carbon și a aliajului de aluminiu. Prelucrarea necesită o putere mare a echipamentului și provoacă uzură gravă a matriței. Este strâns legată de temperatura de procesare și viteza de deformare: creșterea temperaturii poate reduce semnificativ rezistența la deformare, dar trebuie controlată sub temperatura de tranziție de fază; deformarea cu viteză mică-favorizează curgerea plastică a titanului și reduce riscul de fisuri.

3.Fordabilitatea

Metoda „deformare mică, treceri multiple” ar trebui adoptată pentru a evita fisurile interne cauzate de o deformare mare de o dată-. După forjare, este necesară răcirea rapidă pentru a preveni descompunerea -neuniformă în fază. Este potrivit pentru procese, cum ar fi supărarea, desenarea și perforarea. Piesele forjate au o structură internă densă și proprietăți mecanice excelente și sunt utilizate pe scară largă în piesele structurale din domeniul aerospațial.

4.Rolabilitate

Titanul are o rulabilitate excelentă la temperaturi ridicate, cu o temperatură de laminare similară cu temperatura de forjare. Este necesar un echipament de laminare la cald continuu combinat cu protectie cu gaz inert. Titanul pur și aliajele de titan slab-aliate au o bună capacitate de rulare și pot fi utilizate pentru a produce plăci, secțiuni, țevi și alte produse.

 

 

 

5.Extrudabilitate

Extrudabilitatea titanului se bazează pe „protecția la temperatură înaltă + vid/gaz inert”. Titanul pur cu plasticitate bună și aliajul de titan de tip + Gr5 sunt potrivite pentru prelucrarea prin extrudare și poate produce profile cu secțiuni transversale-complexe. Procesul de extrudare la cald este utilizat pentru extrudare: temperatura de preîncălzire a matriței este de aproximativ 400-600 de grade, viteza de extrudare este lentă, iar răcirea rapidă este efectuată după extrudare pentru a asigura acuratețea dimensională și structura uniformă a secțiunilor.

 

 

1. Sudabilitate

Într-un sens larg, titanul are performanțe bune la îmbinarea de sudură, dar este necesară o izolare strictă de aer. Într-un sens restrâns, titanul are o sensibilitate scăzută la fisuri de sudură, dar aliajele de titan cu aliaje înalte-sunt predispuse la fisuri la rece. În timpul procesului de sudare, bazinul de topire și zona afectată de căldură-sunt predispuse să reacționeze cu oxigenul și azotul pentru a forma Ti₂O₃ și TiN fragil și dur pentru a scădea duritatea îmbinării sudate. Răcirea rapidă este predispusă la formarea structurii martensitei, crescând duritatea și riscul de fisurare a îmbinării.

2. Formabilitatea sudurii

Titanul topit are o fluiditate slabă, iar formarea sudurii este predispusă la probleme precum lățimea neuniformă, armătura excesivă și suprafața rugoasă. Parametrii de sudare trebuie optimizați combinați cu protecția cu argon pentru a asigura o formare uniformă și netedă a sudurii. Metodele obișnuite de sudare includ sudarea cu tungsten cu gaz inert (TIG) și sudarea cu arc cu plasmă. Materialele de sudare ar trebui să utilizeze fire de sudură din aliaj de titan care să se potrivească cu compoziția metalului de bază pentru a evita segregarea compoziției.

4. Sensibilitatea la fisuri de sudare

Titanul pur și aliajele de titan de tip -au o sensibilitate extrem de scăzută la fisuri de sudură, riscul principal fiind fisurile la cald; Aliajele de titan de tip + și de tip -sunt predispuse la fisuri la rece. Măsurile de control includ: curățarea strictă a metalului de bază și a suprafeței firului de sudură înainte de sudare; preîncălzire înainte de sudare; răcire lentă după sudare și recoacere pentru ameliorarea tensiunii pentru a reduce stresul și duritatea articulațiilor.

5. Tendința de întărire post-sudare

Datorită transformării structurale și întăririi soluției solide, îmbinările sudate din aliaj de titan au o tendință evidentă de întărire post-sudură. Are o duritate de obicei cu 10%-30% mai mare decât cea a metalului de bază, pentru a face mai dificilă prelucrarea ulterioară a tăierii. Avem nevoie de tratament termic post-sudare pentru a îmbunătăți structura îmbinării, pentru a reduce duritatea și pentru a îmbunătăți duritatea și performanța de procesare. Detectarea defectelor după sudare poate detecta defectele interne, cum ar fi porii și fisurile pentru piesele de sudură cu cerințe ridicate.

 

Ruihang produce în principal produse din titan, cum ar fi plăci de titan, foi, bare, fire, tuburi, piese forjate. Dacă aveți nevoie de achiziție, nu ezitați să ne contactați: Sam.Rui@bjrh-titanium.com