Titano kaltinių mikrostruktūros ir savybių valcavimo temperatūros analizė

Kokybėtitano kaltiniai tiesiogiai lemia jų paslaugų patikimumą. Kaip pagrindinis proceso parametras karštojo apdirbimo procese, valcavimo temperatūra labai paveikia galutines mechanines gaminių savybes, reguliuodama fazės transformacijos elgesį ir mikrostruktūros raidą kaltinių viduje.

 

 

Titano lydinių kristalinė struktūra kinta priklausomai nuo temperatūros, su / fazės transformacijos kritiniu tašku (885–900 laipsnių komerciškai grynam titanui ir 980–1010 laipsnių Gr5 lydiniui). Remiantis tuo, valcavimas skirstomas į tris kategorijas: fazės zoną, + fazių zoną ir kritinę zoną, turinčią didelių mikrostruktūros raidos ir savybių skirtumų.

 

β Phase Zone Rolling (>Fazės transformacijos taškas)

Ruošinį sudaro kubinė{0}}kūno (BCC) fazė, pasižyminti mažu atsparumu deformacijai ir geru plastiškumu, todėl tinkama didelėms -deformacijoms apdoroti. Luitai gali patirti 70–80 % didelę deformaciją, kad sulaužytų stambius grūdelius ir susidarytų vienoda pluoštinė struktūra. Tačiau po aušinimo gali susidaryti aštrus martensitas, dėl kurio atsiranda stiprumo, plastiškumo ir kietumo disbalansas, todėl reikia optimizuoti terminį apdorojimą.

 

+ Fazės zonos slinkimas (< Phase Transformation Point)

Tai yra gatavų kaltinių gaminių šerdies valcavimo intervalas, dažniausiai valdomas 30–50 laipsnių žemiau fazės transformacijos taško (pvz., 950–800 laipsnių Gr5 kalimui). Medžiagą sudaro dvi fazės: šešiakampė uždara{8}} (HCP) fazė ir BCC fazė. Deformaciją lydi grūdelių suskaidymas ir fazių tobulinimas/sferoidizacija, leidžianti suformuoti idealią lygiagrečios fazės + sluoksninės -transformuotos fazės struktūrą, kuri subalansuoja stiprumą ir plastiškumą.

 

Kritinės zonos riedėjimas (beveik fazės transformacijos taškas)

Struktūra yra mišri ir netolygi, todėl kalimo savybės linkusios-svyruoti-. Tai nerekomenduojama be specialių reikalavimų.

 

 

 

 

Fazės zonos riedėjimas

Aušinamas martensitas susidaro po aušinimo, todėl jis pasižymi dideliu stiprumu, bet mažu plastiškumu ir kietumu. Dėl nepakankamos deformacijos išlaikomos pradinės grūdelių ribos ir susidaro nuolatinė grūdelių ribinė fazė, mažinanti kietumą, sukelianti įtempių koncentraciją ir veikianti eksploatavimo saugą.

 

+ Fazinis zonos valcavimas

Tai optimalus pasirinkimas norint subalansuoti stiprumą ir plastiškumą. Protingas temperatūros valdymas gali patobulinti grūdus ir optimizuoti fazių sudėtį, kad pagerintų savybes.

 

Savybės vienodumas

Didelių{0}}dydžių kaltiniai yra linkę į paviršiaus-šerdies struktūros / savybių skirtumus dėl temperatūros gradientų. Temperatūros sistemų optimizavimas (pvz., kelių{5}}eilių valcavimas) gali tai pagerinti.

 

 

-Tipas ir artimas{1}}titano lydiniai

Norint sumažinti atsparumą deformacijai ir pagerinti produktyvumą, norint suskaidyti luitą, reikalinga gana aukšta fazės zonos temperatūra (1180–900 laipsnių). Norint užtikrinti geras mikrostruktūrines savybes, ruošinį ir kalimą reikia sumažinti iki + fazės zonos. Šie lydiniai yra labai jautrūs valcavimo temperatūrai; per aukšta temperatūra lengvai sukelia grūdų augimą, o per žema temperatūra padidina atsparumą deformacijoms ir linkę įtrūkti.

 

+ -Titano lydinių tipas (pvz., Gr5)

Kaip plačiausiai naudojamas tipas, jie turi platų valcavimo temperatūrų diapazoną, tačiau baigti kaltiniai turi būti griežtai kontroliuojami + fazės zonoje. Pavyzdžiui, Gr5, luito skilimo temperatūra yra 1200–850 laipsnių (fazės zona), formavimo temperatūra yra 1000–800 laipsnių (+ fazės zona šalia fazės transformacijos taško), o štampo kalimo temperatūra yra 950–800 laipsnių (tipinė + fazės zona). Taikant kelių{12}pakopų temperatūros valdymą, apdorojimo efektyvumas ir produkto našumas yra subalansuotas.

 

Beveik{0}}titano lydiniai

Šių lydinių fazinės transformacijos temperatūra yra žema ir juos galima valcuoti plačiame temperatūrų diapazone, tačiau reikia vengti pernelyg aukštų temperatūrų, kurios sukelia pernelyg didelį grūdelių augimą. Paprastai jie yra valcuojami + fazės zonoje, kad išgautų struktūrą, subalansuojančią stiprumą ir kietumą.

 

 

Tikslus fazės transformacijos temperatūros lokalizavimas

Nustatykite konkrečių lydinių / fazės transformacijos tašką atlikdami terminio plėtimosi eksperimentus arba metalografinę analizę, kad padalintumėte fazės zoną ir + fazės zoną, išvengiant mikrostruktūrinių defektų, atsirandančių dėl neteisingo intervalų įvertinimo.

 

Pasirinkite slinkimo intervalus pagal poreikį

Pirmenybę teikite didelės -deformacijos valcavimui fazinėje zonoje, kad būtų suardytas luitas, kad pagerintumėte pradinę struktūrą, ir pirmenybę teikite + fazės zonai baigtiems kaltiniams, kad subalansuotumėte stiprumą ir plastiškumą. Kaltiniams, kuriems reikalingas didelis kietumas, valcavimo temperatūra + fazės zonoje gali būti atitinkamai sumažinta, kad būtų išgryninti grūdeliai.

 

Optimizuokite temperatūros gradiento valdymą

Norėdami sumažinti paviršiaus -temperatūros skirtumą ir pagerinti savybių vienodumą, naudokite „žemos-temperatūrinį greitąjį valcavimą“ arba „daugiatakų{1}}valcavimą“ didelio-dydžio kaliniams.

 

Sinergizuokite su vėlesniu terminiu apdorojimu

Atkaitinkite po fazės zonos valcavimo, kad patobulintumėte smailą struktūrą, ir atlikite tirpalo sendinimą po + fazės zonos valcavimo, kad dar labiau pagerintumėte stiprumą.