Χαρακτηριστικά θερμικής επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου
(1) Ο μετασχηματισμός μαρτενσίτη δεν θα αλλάξει σημαντικά τις ιδιότητες των κραμάτων τιτανίου. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι διαφορετικό από τον μετασχηματισμό μαρτενσιτικής φάσης του χάλυβα. Η ενίσχυση της θερμικής επεξεργασίας των κραμάτων τιτανίου μπορεί να βασίζεται μόνο στη γήρανση της αποσύνθεσης της μετασταθερής φάσης (συμπεριλαμβανομένης της μαρτενσιτικής φάσης) που σχηματίζεται από την απόσβεση. Επιπλέον, η μέθοδος θερμικής επεξεργασίας για καθαρά κράματα τιτανίου τύπου Α είναι βασικά αδύνατη. Αποτελεσματική, δηλαδή, η θερμική επεξεργασία των κραμάτων τιτανίου χρησιμοποιείται κυρίως για κράματα τιτανίου + τύπου.
(2) Η θερμική επεξεργασία θα πρέπει να αποφεύγει το σχηματισμό της φάσης ω. Ο σχηματισμός της φάσης ω θα κάνει το κράμα τιτανίου εύθραυστο και η σωστή επιλογή της διαδικασίας γήρανσης (για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας υψηλότερη θερμοκρασία γήρανσης) μπορεί να προκαλέσει την αποσύνθεση της φάσης ω.
(3) Είναι δύσκολο να εξευγενιστούν κόκκοι κράματος τιτανίου χρησιμοποιώντας επαναλαμβανόμενες αλλαγές φάσης. Αυτό είναι επίσης διαφορετικό από τα υλικά χάλυβα. Οι περισσότεροι χάλυβες μπορούν να χρησιμοποιήσουν επαναλαμβανόμενους μετασχηματισμούς φάσης ωστενίτη και περλίτη (ή φερρίτη, τσιμενίτη) για να ελέγξουν τη δημιουργία πυρήνων και την ανάπτυξη νέων φάσεων για να επιτύχουν τη βελτίωση των κόκκων. Δεν υπάρχει τέτοιο φαινόμενο στα κράματα τιτανίου.
(4) Κακή θερμική αγωγιμότητα. Η κακή θερμική αγωγιμότητα μπορεί να οδηγήσει σε κακή σκληρυνσιμότητα των κραμάτων τιτανίου, ειδικά των κραμάτων τιτανίου, μεγάλη θερμική καταπόνηση απόσβεσης και τα μέρη είναι επιρρεπή σε στρέβλωση κατά τη διάρκεια της απόσβεσης. Λόγω της κακής θερμικής αγωγιμότητας, τα κράματα τιτανίου μπορούν εύκολα να προκαλέσουν υπερβολική τοπική αύξηση της θερμοκρασίας όταν παραμορφωθούν, καθιστώντας δυνατή την τοπική θερμοκρασία να υπερβεί το σημείο μετασχηματισμού και να σχηματίσει μια δομή Widmanstatten.
(5) Χημικά ενεργό. Κατά τη θερμική επεξεργασία, τα κράματα τιτανίου αντιδρούν εύκολα με οξυγόνο και υδρατμούς, σχηματίζοντας ένα πλούσιο σε οξυγόνο στρώμα ή κλίμακα οξειδίου με ορισμένο βάθος στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, γεγονός που μειώνει την απόδοση του κράματος. Ταυτόχρονα, τα κράματα τιτανίου απορροφούν εύκολα υδρογόνο κατά τη θερμική επεξεργασία, προκαλώντας ευθραυστότητα του υδρογόνου.
(6) Υπάρχει μεγάλη διαφορά στα σημεία μετάβασης. Ακόμα κι αν τα συστατικά είναι ίδια, λόγω διαφορετικών θερμοκρασιών τήξης, η μεταμόρφωσή τους
Οι θερμοκρασίες μερικές φορές ποικίλλουν πολύ.
(7) Όταν θερμαίνονται στην περιοχή φάσης, οι κόκκοι τείνουν να αναπτύσσονται. Η τραχύτητα των κόκκων μπορεί να προκαλέσει απότομη πτώση της πλαστικότητας του κράματος, επομένως η θερμοκρασία και ο χρόνος θέρμανσης θα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά και η θερμική επεξεργασία στην περιοχή φάσης θα πρέπει να χρησιμοποιείται με προσοχή.
Τύποι θερμικής επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου
Η αλλαγή φάσης του κράματος τιτανίου είναι η βάση της θερμικής επεξεργασίας του κράματος τιτανίου. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση του κράματος τιτανίου, εκτός από το εύλογο κράμα, πρέπει να συνδυαστεί με κατάλληλη θερμική επεξεργασία. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι θερμικής επεξεργασίας για κράματα τιτανίου. Αυτά που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν επεξεργασία ανόπτησης, επεξεργασία γήρανσης, θερμική επεξεργασία παραμόρφωσης και χημική θερμική επεξεργασία.
1 Θεραπεία ανόπτησης
Η ανόπτηση είναι κατάλληλη για διάφορα κράματα τιτανίου και τελικά βελτιώνει την πλαστικότητα του κράματος, εξαλείφει την πίεση του και σταθεροποιεί τη δομή. Οι μορφές ανόπτησης περιλαμβάνουν ανόπτηση ανακούφισης καταπόνησης, ανόπτηση με ανακρυστάλλωση, διπλή ανόπτηση, ισοθερμική ανόπτηση και ανόπτηση υπό κενό.
(1) Ανόπτηση ανακούφισης από το στρες. Προκειμένου να εξαλειφθεί η εσωτερική πίεση που δημιουργείται κατά τη διάρκεια της χύτευσης, της ψυχρής παραμόρφωσης και των διεργασιών συγκόλλησης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανόπτηση ανακούφισης από τάσεις. Η θερμοκρασία της ανόπτησης ανακούφισης από την πίεση πρέπει να είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης, γενικά 450~650 μοίρες. Ο χρόνος που απαιτείται εξαρτάται από το μέγεθος της διατομής του τεμαχίου εργασίας, το ιστορικό επεξεργασίας και τον βαθμό ανακούφισης από την πίεση που απαιτείται.
(2) Συνήθης ανόπτηση. Ο σκοπός είναι να εξαλειφθεί η βασική καταπόνηση στα ημικατεργασμένα προϊόντα από κράμα τιτανίου και να έχουν υψηλή αντοχή και πλαστικότητα που πληροί τις τεχνικές απαιτήσεις. Η θερμοκρασία ανόπτησης είναι γενικά ισοδύναμη ή ελαφρώς χαμηλότερη από τη θερμοκρασία έναρξης ανακρυστάλλωσης. Αυτή η διαδικασία ανόπτησης χρησιμοποιείται γενικά όταν τα μεταλλουργικά προϊόντα φεύγουν από το εργοστάσιο, επομένως μπορεί επίσης να ονομαστεί εργοστασιακή ανόπτηση.
(3) Πλήρης ανόπτηση. Ο σκοπός είναι η πλήρης εξάλειψη της σκλήρυνσης εργασίας, η σταθεροποίηση της δομής και η βελτίωση της πλαστικότητας. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα κυρίως ανακρυστάλλωση, επομένως ονομάζεται επίσης ανόπτηση ανακρυστάλλωσης. Η θερμοκρασία ανόπτησης είναι κατά προτίμηση μεταξύ της θερμοκρασίας ανακρυστάλλωσης και της θερμοκρασίας μετασχηματισμού φάσης. Εάν ξεπεραστεί η θερμοκρασία μετασχηματισμού φάσης, η δομή Widmanstatten θα σχηματιστεί και οι ιδιότητες του κράματος θα επιδεινωθούν. Ο τύπος, η θερμοκρασία και η μέθοδος ψύξης της ανόπτησης ποικίλλουν μεταξύ των διαφόρων τύπων κραμάτων τιτανίου.
(4) Διπλή ανόπτηση. Για να βελτιωθεί η αντοχή στη θραύση, η πλαστικότητα και η σταθερή δομή του κράματος, απαιτούνται δύο ανόπτηση. Η δομή του κράματος μετά την ανόπτηση είναι πιο ομοιόμορφη και κοντά στην ισορροπία. Προκειμένου να εξασφαλιστεί η σταθερότητα της δομής και των ιδιοτήτων των ανθεκτικών στη θερμότητα κραμάτων τιτανίου υπό υψηλές θερμοκρασίες και μακροχρόνιες καταπονήσεις, αυτός ο τύπος ανόπτησης χρησιμοποιείται συχνά. Η διπλή ανόπτηση περιλαμβάνει θέρμανση και ψύξη αέρα του κράματος δύο φορές. Η θερμοκρασία θέρμανσης της πρώτης ανόπτησης σε υψηλή θερμοκρασία είναι υψηλότερη ή κοντά στην τελική θερμοκρασία της ανακρυστάλλωσης, έτσι ώστε η ανακρυστάλλωση να μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως χωρίς να προκαλείται σημαντική ανάπτυξη των κόκκων και να μπορεί να ελεγχθεί το κλάσμα όγκου της φάσης απ. Μετά την ψύξη του αέρα, η δομή δεν είναι αρκετά σταθερή, επομένως απαιτείται μια δεύτερη ανόπτηση σε χαμηλή θερμοκρασία. Η θερμοκρασία ανόπτησης είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης και διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα για να αποσυντεθεί πλήρως η μετασταθερή φάση που λαμβάνεται με ανόπτηση σε υψηλή θερμοκρασία.
(5) Ισοθερμική ανόπτηση. Η ισοθερμική ανόπτηση παρέχει την καλύτερη πλαστικότητα και θερμική σταθερότητα. Αυτό το είδος ανόπτησης είναι κατάλληλο για κράματα τιτανίου διπλής φάσης με υψηλότερη περιεκτικότητα σε στοιχεία σταθεροποίησης. Η ισοθερμική ανόπτηση υιοθετεί μια μέθοδο διαβαθμισμένης ψύξης, δηλαδή μετά από θέρμανση σε θερμοκρασία πάνω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης και διατήρηση της θερμότητας, μεταφέρεται αμέσως σε άλλο φούρνο χαμηλότερης θερμοκρασίας (γενικά 600~650 μοίρες) για διατήρηση της θερμότητας, και στη συνέχεια ψύχεται με αέρα σε θερμοκρασία δωματίου.
2 Θεραπεία σβέσης
Η γήρανση απόσβεσης είναι η κύρια μέθοδος θερμικής επεξεργασίας και ενίσχυσης των κραμάτων τιτανίου. Χρησιμοποιεί αλλαγή φάσης για να παράγει ένα ενισχυτικό αποτέλεσμα, γι 'αυτό ονομάζεται επίσης ενισχυτική θερμική επεξεργασία. Το ενισχυτικό αποτέλεσμα της θερμικής επεξεργασίας κράματος τιτανίου εξαρτάται από τη φύση, τη συγκέντρωση και τις προδιαγραφές θερμικής επεξεργασίας των στοιχείων του κράματος, επειδή αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν τον τύπο, τη σύνθεση, την ποσότητα και την κατανομή της μετασταθερής φάσης που λαμβάνεται με την απόσβεση του κράματος, καθώς και τη φύση της καταβυθισμένης φάσης κατά την αποσύνθεση της μετασταθερής φάσης. Δομή, βαθμός διασποράς κ.λπ., που σχετίζονται με τη σύνθεση του κράματος, τις προδιαγραφές της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας και την αρχική δομή.
Για κράματα με συγκεκριμένη σύνθεση, η επίδραση της ενίσχυσης της ηλικίας εξαρτάται από την επιλεγμένη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία σβέσης, τόσο πιο εμφανές είναι το αποτέλεσμα ενίσχυσης της γήρανσης. Ωστόσο, η απόσβεση πάνω από τη θερμοκρασία μετασχηματισμού θα προκαλέσει ευθραυστότητα λόγω υπερβολικά χονδροειδών κόκκων. Για κράματα τιτανίου δύο φάσεων με χαμηλότερη συγκέντρωση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σβέση υψηλότερης θερμοκρασίας για να ληφθεί περισσότερος μαρτενσίτης, ενώ για κράματα τιτανίου δύο φάσεων με υψηλότερη συγκέντρωση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί απόσβεση χαμηλότερης θερμοκρασίας για να ληφθεί πιο μετασταθερή φάση. , έτσι ώστε να επιτευχθεί το μέγιστο χρονικά αποτελεσματικό αποτέλεσμα ενίσχυσης. Η μέθοδος ψύξης είναι γενικά η ψύξη με νερό ή η ψύξη λαδιού και η διαδικασία σβέσης πρέπει να είναι γρήγορη για να αποφευχθεί η αποσύνθεση της φάσης κατά τη διαδικασία μεταφοράς και η μείωση της επίδρασης ενίσχυσης της γήρανσης. Η επιλογή της θερμοκρασίας και του χρόνου γήρανσης θα πρέπει να βασίζεται στην καλύτερη συνολική απόδοση. Γενικά, η θερμοκρασία γήρανσης του + κράματος τιτανίου είναι 500 ~ 600 μοίρες και ο χρόνος γήρανσης είναι 4 ~ 12 ώρες. ενώ η θερμοκρασία γήρανσης του κράματος τιτανίου τύπου είναι 450~550 βαθμούς. , χρόνος 8~24h, η μέθοδος ψύξης είναι η ψύξη με αέρα.
