Анализ технологии обработки металлического титана

Являясь высокоэффективным-металлическим материалом,титан демонстрирует как особенность, так и сложность своих технологических свойств.
 

 

Испытание	Основные проблемы	Решения
Плохая текучесть	Высокая температура плавления (1668 градусов) приводит к затруднению заполнения сложных форм; риски неправильной работы/холодного закрытия.	Внедрить вакуумно-дуговой переплав/центробежное литье + формы высокой-чистоты; строго контролировать температуру заливки.
Усадка	Усадка при затвердевании на 1,8 %-2,5 % вызывает деформацию/трещины, вызванные напряжением.	Оставьте больший припуск на усадку; проектная равномерная толщина стенок; провести отжиг для снятия напряжений.
Абсорбция газа	Газовые поры/оксидные включения ухудшают механические свойства и коррозионную стойкость.	Плавка/разливка в вакууме/защита инертным газом (Ar/He); дегазировать сырье; точно контролировать скорость заливки.
Тенденция к сегрегации	Различия в фазовой растворимости легирующих элементов + неравномерное затвердевание вызывают региональную сегрегацию/сегрегацию по границам зерен, что приводит к нестабильной работе.	Оптимизировать системы охлаждения пресс-форм; контролировать скорость затвердевания; добавить инокулянты; выполнить гомогенизационную термообработку после-литья.

 

 

1. Пластичность

При комнатной температуре чистый титан и титановые сплавы имеют низкую пластичность, при этом удлинение и уменьшение площади значительно меньше, чем у низко-углеродистой стали и чистого алюминия. Его легко сломать. В определенном диапазоне высоких-температур пластичность улучшается, что позволяет им выдерживать большую деформацию. Обработка титана давлением в основном проводится в горячем состоянии, и следует избегать обработки в «синеломкой зоне» при температуре 200–500 градусов, в противном случае возможно возникновение наклепа и трещин.

2. Сопротивление деформации

Титан обладает высокой прочностью, а его устойчивость к деформации при высоких температурах все же выше, чем у низко-углеродистой стали и алюминиевого сплава. Обработка требует большой мощности оборудования и вызывает сильный износ пресс-формы. Она тесно связана с температурой обработки и скоростью деформации: повышение температуры может значительно снизить сопротивление деформации, но ее необходимо контролировать ниже температуры фазового перехода; Низкая-скорость деформации более способствует пластическому течению титана и снижает риск образования трещин.

3. Подделываемость

Следует использовать метод «небольшая деформация, несколько проходов», чтобы избежать внутренних трещин, вызванных однократной большой деформацией. После ковки необходимо быстрое охлаждение, чтобы предотвратить неравномерное -фазовое разложение. Он подходит для таких процессов, как осадка, волочение и штамповка. Поковки имеют плотную внутреннюю структуру и отличные механические свойства и широко используются в конструкционных деталях в аэрокосмической области.

4. Роллинг

Титан обладает превосходной способностью к прокатке при высоких температурах, температура прокатки аналогична температуре ковки. Требуется оборудование непрерывной горячей прокатки в сочетании с защитой инертным газом. Чистый титан и низколегированные титановые сплавы-обладают хорошей прокатываемостью и могут быть использованы для производства листов, профилей, труб и других изделий.

 

 

 

5. Экструдируемость

Экструдируемость титана зависит от «высокой температуры + защиты от вакуума/инертного газа». Чистый титан с хорошей пластичностью и титановый сплав типа + Gr5 подходят для экструзионной обработки и позволяют производить профили со сложным-сечением. Для экструзии используется процесс горячей экструзии: температура предварительного нагрева формы составляет около 400-600 градусов, скорость экструзии низкая, а после экструзии выполняется быстрое охлаждение, чтобы обеспечить точность размеров и однородную структуру секций.

 

 

1. Свариваемость

В широком смысле титан обладает хорошими характеристиками сварных соединений, но требует строгой изоляции от воздуха. В узком смысле титан имеет низкую чувствительность к образованию трещин в сварном шве, но высоколегированные титановые сплавы склонны к образованию холодных трещин. В процессе сварки расплавленная ванна и зона термического-воздействия склонны к реакции с кислородом и азотом с образованием хрупких и твердых Ti₂O₃ и TiN, что снижает ударную вязкость сварного соединения. Быстрое охлаждение склонно к образованию мартенситной структуры, увеличивая твердость и риск растрескивания соединения.

2. Формируемость сварного шва

Расплавленный титан имеет плохую текучесть, и при формировании сварного шва возникают такие проблемы, как неравномерная ширина, чрезмерное армирование и шероховатая поверхность. Параметры сварки должны быть оптимизированы в сочетании с защитой аргоном, чтобы обеспечить равномерное и плавное формирование сварного шва. Общие методы сварки включают вольфрамовую сварку в инертном газе (TIG) и плазменно-дуговую сварку. Для сварки материалов следует использовать сварочную проволоку из титанового сплава, соответствующую составу основного металла, чтобы избежать расслоения состава.

4. Чувствительность к трещинам в сварном шве

Чистый титан и титановые сплавы типа - имеют чрезвычайно низкую чувствительность к растрескиванию в сварном шве, при этом основным риском являются горячие трещины; Титановые сплавы типа + и -типа склонны к образованию холодных трещин. Меры контроля включают: строгую очистку основного металла и поверхности сварочной проволоки перед сваркой; предварительный подогрев перед сваркой; медленное охлаждение после сварки и отжиг для снятия напряжений для уменьшения напряжения и твердости соединений.

5. Тенденция к закалке после-сварки.

Из-за структурных преобразований и упрочнения твердого раствора сварные соединения титановых сплавов имеют очевидную тенденцию к закалке после-сварки. Его твердость обычно на 10%-30% выше, чем у основного металла, что затрудняет последующую обработку резки. Нам необходима термообработка после-сварки, чтобы улучшить структуру соединения, снизить твердость, а также повысить ударную вязкость и производительность обработки. Дефектоскопия после сварки позволяет обнаружить внутренние дефекты, такие как поры и трещины, в свариваемых деталях с высокими требованиями.

 

Ruihang в основном производит титановые изделия, такие как титановые пластины, листы, прутки, проволока, трубы, поковки. Если у вас есть потребности в покупке, свяжитесь с нами: Sam.Rui@bjrh-titanium.com