Kodėl svarbus titano terminis apdorojimas
Titano lydinio eksploatacinės savybės priklauso nuo lydinio konstrukcijos ir terminio apdorojimo. Atkaitinimas yra labiausiai paplitęs apdorojimas, nes jis sumažina vidinį įtampą, atkuria elastingumą, stabilizuoja mikrostruktūrą ir paruošia medžiagą tolesniam formavimui arba apdirbimui. Fazinės transformacijos elgesio -, ypač alfa-į-beta transformacijos ir beta transuso temperatūros - supratimas yra kiekvieno toliau aprašyto atkaitinimo būdo pagrindas.
1. Streso{1}}atkaitinimas
Įtempių-atkaitinimas pašalina vidinius įtempius, atsirandančius liejant, šaltai apdirbant ar suvirinant, nepakeičiant apdorotos mikrostruktūros. Temperatūra palaikomažemiau rekristalizacijos temperatūros, paprastai 450–650 laipsnių įprastoms titano klasėms. Laikymo laikas priklauso nuo sekcijos storio, ankstesnio apdorojimo istorijos ir reikiamo reljefo laipsnio. Kadangi temperatūra žema, iš esmės išsaugomas stiprumas ir plastiškumas. Suvirintų mazgų įtempių sumažinimas taip pat sumažina iškraipymo riziką vėlesnio apdirbimo metu.
2. Įprastas (malūninis) atkaitinimas
Malūninis atkaitinimas yra standartinis pusgaminių apdorojimas, taikomas{0}}prieš išsiunčiant. Jis pašalina pagrindinius gamybos įtempius, išlaikant technines specifikacijas atitinkantį stiprumo lygį. Temperatūra yra panaši į rekristalizacijos temperatūrą arba šiek tiek žemesnė už ją, o aušinimas paprastai yra aušinimas oru. Šis apdorojimas subalansuoja daugumos komercinių alfa ir alfa- beta lydinių stiprumą ir lankstumą, todėl tai yra numatytoji sąlyga, nurodyta medžiagų sertifikatuose.
3. Pilnas (rekristalizavimo) atkaitinimas
Visiškas atkaitinimas visiškai pašalina darbo sukietėjimą, stabilizuoja struktūrą ir padidina plastiškumą per kristalizaciją. Parenkama temperatūratarp rekristalizacijos temperatūros ir beta transuso. Reikia vengti viršyti transusą: tai skatina šiurkščią Widmanstätten (Weiss) struktūrą ir pablogina lydinio mechanines savybes. Kadangi alfa, alfa-beta ir beveik -beta lydiniai reaguoja skirtingai, atkaitinimo temperatūra ir aušinimo greitis priklauso nuo -klasės.
4. Dvipusis atkaitinimas
Dvipusis atkaitinimas pagerina plastiškumą, atsparumą lūžiams ir mikrostruktūrinį stabilumą. Jis dažnai naudojamas karščiui -atspariems titano lydiniams, kurie turi išlaikyti stabilias savybes esant ilgalaikei-aukštai{2}}temperatūrai. Procesas susideda iš dviejų etapų:
Pirmasis (aukštoje{0}}temperatūroje) atkaitinimas:esant arba šiek tiek aukštesnei perkristalizavimo pabaigos temperatūrai, pakankamai ilgai pilnai perkristalizacijai be per didelio grūdelių augimo, tuo pačiu kontroliuojant pirminės alfa fazės tūrio dalį.
Antrasis (žemos{0}}temperatūros) atkaitinimas:žemesnė nei rekristalizavimo temperatūra su ilgesniu palaikymu, leidžianti metastabiliai beta fazei, likusiai po aušinimo oru, suskaidyti į smulkų, stabilų alfa + beta mišinį.
Rezultatas yra tolygesnė struktūra, artima pusiausvyrai, su geresniu atsparumu savybių pablogėjimui esant eksploatavimo temperatūrai.
5. Izoterminis atkaitinimas
Izoterminis atkaitinimas užtikrina geriausią plastiškumo ir terminio stabilumo derinį ir tinkadviejų-fazių (alfa-beta) lydiniai, kuriuose yra daug beta-stabilizuojančių elementų. Įkaitinus virš rekristalizavimo temperatūros ir palaikius, ruošinys perkeliamas tiesiai į antrąją žemesnės temperatūros (paprastai 600–650 laipsnių) krosnį, ten laikomas, o po to oru{3}}atšaldomas iki kambario temperatūros. Pakopinis aušinimas leidžia beta fazei transformuotis kontroliuojamomis sąlygomis, sukuriant puikią, vienodą alfa + beta struktūrą.
Atkaitinimo maršruto pasirinkimas
| Maršrutas | Tipinė temperatūra | Tikslas | Geriausiai tinka |
|---|---|---|---|
| Streso mažinimas | 450–650 laipsnių | Pašalinkite liekamąjį stresą | Suvirintos ir{0}}šaltai apdorotos dalys |
| Malūninis atkaitinimas | Netoli perkristalizavimo | Subalansuotas stiprumas/plastiškumas | Lakštų, juostų, vamzdžių atsargos |
| Pilnas atkaitinimas | Perkristalizacija į žemiau beta transusą | Maksimalus plastiškumas, stabili struktūra | Stipriai apdoroti gaminiai |
| Dvipusis atkaitinimas | Dviejų{0}}pakopų, aukštas + žemas | Tvirtumas ir stabilumas | karščiui{0}}atsparūs lydiniai |
| Izoterminis atkaitinimas | Aukštas + 600–650 laipsnių laikymas | Geriausias plastiškumas ir terminis stabilumas | Beta{0}}turtingi alfa-beta lydiniai |
Ti-6Al-4V (TC4) tipinis malūninis atkaitinimas atliekamas 700–790 laipsnių, po to aušinamas oru, o tirpalo apdorojimas ir sendinimas (apie 930–955 laipsnių tirpalas, gesinimas vandeniu, vėliau 480–595 laipsnių sendinimas) naudojamas, kai reikia didesnio stiprumo. Visada patvirtinkite tikslų ciklą pagal taikomą specifikaciją (ASTM B265, ASTM B348, AMS 2801 arba lydinio specifinį standartą), nes beta transus temperatūra skiriasi priklausomai nuo lydinio sudėties.
Praktinės rekomendacijos
Kontroliuoti krosnies atmosferą; titanas sugeria deguonį ir azotą aukštoje temperatūroje, sudarydamas trapų alfa apvalkalą, kurį po apdorojimo reikia pašalinti.
Naudokite prie apkrovos pritvirtintas termoporas ir patikrinkite vienodumą prieš apdorodami svarbiausias dalis.
Užrašykite visą ciklą (temperatūrą, laiką, aušinimo greitį) terminio{0}}apdorojimo sertifikate, kad būtų galima atsekamumą.
Plonoms pjūviams naudokite greitesnį aušinimą, kad išvengtumėte per didelio grūdų augimo; sunkioms sekcijoms proporcingai pailginkite laikymo laiką.
