Kādas ir titāna sakausējuma stieņu un stiepļu aukstās apstrādes procesa īpašības?

 

Titāna sakausējumu kristāla struktūras īpašības rada daudz augstākas aukstās apstrādes grūtības, salīdzinot ar parastajiem oglekļa tēraudiem un vara sakausējumiem. - tipa un + - tipa titāna sakausējumiem (1. pakāpe,5. pakāpe), ir ierobežots darbināmo slīdēšanas sistēmu skaits istabas temperatūrā; deformācija viegli rada dvīņus un izraisa augstu darba sacietēšanas ātrumu. Lai gan titāna sakausējumiem ir salīdzinoši labāka aukstā formējamība, lielas deformācijas gadījumā joprojām notiek dislokācijas sajaukšanās un tekstūras nostiprināšanās. Nepareiza aukstās apstrādes parametru izvēle var viegli izraisīt stieples pārrāvumus, virsmas skrāpējumus, atlikušā sprieguma izraisītu plaisāšanu, pārmērīgu mehānisko īpašību anizotropiju un citus defektus.

 

 

1. Procesa principi

Aukstā vilkšana: sagatavi ar ārēju spēku izvelk caur veidni, lai realizētu diametra samazināšanos un pagarinājumu.

Aukstā rotācija: Augstas frekvences radiālā kalšana ar āmuru palīdzību, piemērota liela izmēra stieņu precīzai diametra samazināšanai.

Aukstā velmēšana: formēšana, saspiežot ruļļus, galvenokārt tiek uzklāta uz īpašas formas daļām un maziem un vidējiem stieplēm.

 

2. Materiāla īpašības

Izteikts darba rūdījums. Vienas caurlaides laukuma samazinājums svārstās no 10% līdz 20%. Pārmērīga deformācija izraisa materiāla lūzumu, un titāna sakausējumi. + uzrāda spēcīgāku sacietēšanu, savukārt titāna sakausējumi nodrošina labāku aukstuma plastiskumu.

 

Titānam ir augsta virsmas aktivitāte, un tas ir pakļauts aukstai metināšanai un pielipšanai. Nepieciešamas speciālas cietas smērvielas un sagataves pirmapstrāde; uz tēraudu orientētas eļļošanas shēmas nevar tieši pieņemt.

Aukstā deformācija rada stieples tekstūru un rada anizotropas mehāniskās īpašības. Rūdīšana var tikai vājināt tekstūru, nevis to pilnībā novērst.

 

Nevienmērīga deformācija atstāj atlikušo stiepes spriegumu, pasliktinot izturību pret koroziju un noguruma veiktspēju. Vairākkārtējai apstrādei izmanto starpposma spriedzes mazināšanas atlaidināšanu.

 

 

1. Graudi

Oriģinālie līdzsvarotie graudi ir izstiepti, veidojot šķiedrainas mikrostruktūras. Lielas deformācijas gadījumā iegareni graudi sadrumstalo un rada deformācijas apakšgraudus. Papildus slīdēšanai sešstūraina cieši iepakota (HCP) fāzē veidojas deformācijas dvīņi, kas segmentē graudus un kavē dislokācijas kustību.

 

2. Dislokācijas

Aukstā deformācija palielina dislokācijas blīvumu un rada dislokācijas jucekļus, dislokācijas šūnas un apakšgraudus, kas veido aukstās apstrādes stiprināšanas pamatmehānismu.

 

3. Fāzes

-titāna sakausējumu deformācija tiek realizēta ar fāzes slīdēšanu un sadraudzību. Metastabila titāna sakausējumu aukstā deformācija var izraisīt → '' martensīta transformāciju, kas ietekmē izturību un elastību. Stabili -titāna sakausējumi deformējas galvenokārt fāzes dislokācijas slīdēšanas rezultātā un gandrīz netiek pakļauti fāzes transformācijai.

 

 

1. Pilnīga aukstā deformācija

Paaugstināta aukstā deformācija palielina titāna sakausējumu izturību un cietību, bet samazina plastiskumu.

Zema aukstā deformācija: vāja darba sacietēšana, neliels stiprības pieaugums, labvēlīga plastiskums, zems atlikušais spriegums un maiga tekstūra. Piemērots stiprinājuma stieplēm ar augstu plastiskumu.

 

Mērena aukstā deformācija: palielināta izturība un samazināts pagarinājums; veidojas šķiedraina mikrostruktūra un acīmredzama tekstūra. Šis ir izplatīts augstas stiprības titāna stiepļu procesa ceļš.

 

Liela aukstā deformācija: masveida dislokāciju pavairošana izraisa ievērojamu stiprības uzlabošanos, ko papildina plastiskuma pasliktināšanās un palielināts trauslums, kā arī ievērojams atlikušais spriegums un tekstūra. Tas ir pieņemts tikai nelielam skaitam augstas stiprības un augstas elastības komponentu, un gataviem izstrādājumiem ir nepieciešama pietiekama spriedzes mazināšanas atkausēšana.

 

2. Pass Allocation un starpposma atkvēlināšana

Ņemot vērā fiksētu kopējo deformāciju, vilkšanas vai velmēšanas gājieni ietekmē produkta iznākumu un īpašību viendabīgumu. Liela vienlaidu deformācija viegli izraisa sprieguma koncentrāciju un virsmas plaisas. Daudzkārtēja mazas deformācijas deformācija apvienojumā ar starpposma atlaidināšanu mazina darba sacietēšanu, atvieglo formēšanu un nodrošina vienmērīgākas materiāla īpašības.

Atjaunojošā atkvēlināšana: novērš atlikušo spriegumu un daļēji atjauno plastiskumu ar nelielu stiprības samazināšanos, galvenokārt izmanto gatavo izstrādājumu spriedzes mazināšanai.

Rekristalizācijas rūdīšana: pilnībā mīkstina materiālus turpmākai aukstajai vilkšanai. Pārāk augsta temperatūra vai ilgstošs turēšanas laiks izraisa graudu rupjību, kas pasliktina izturību un nogurumu. Titāna sakausējumu atkausēšanu veic vakuumā vai inertā atmosfērā, lai novērstu ūdeņraža un skābekļa absorbciju, izvairoties no ūdeņraža trausluma un stingrības pasliktināšanās.

 

3. Virsmas kvalitāte un pakalpojumu veiktspēja

Skrāpējumi, bedres un mikroplaisas, ko izraisa aukstā apstrāde, mēdz izraisīt noguruma lūzumus un stresa koroziju. Titāna stieņu un stiepļu noguruma rādītāji ir ļoti jutīgi pret virsmas defektiem. Optimizēta eļļošana un presformas stāvokļa kontrole uzlabo virsmas stāvokli un pagarina noguruma kalpošanas laiku. Pat nelieli virsmas defekti var ievērojami samazināt noguruma izturību.

 

 

Defekts	Galvenie cēloņi	Kontroles pretpasākumi
Stieples pārrāvums zīmēšanas laikā	Pārmērīga viena piegājiena deformācija, uzkrāts darba sacietējums, sagatavju virsmas defekti, eļļošanas traucējumi, ūdeņraža trauslums	Samazināt vienas kārtas samazināšanu; palielināt starpposma atkausēšanu; pulēt sagataves, lai novērstu virsmas defektus; stingri kontrolēt ūdeņraža saturu
Virsmas skrāpējumi un lobīšanās	Aukstā metināšana un pielipšana starp titānu un presformām	Optimizēt tukšas virsmas pārklājumu; pieņemt cementētā karbīda presformas; kontrolēt die konusa leņķi un virsmas apdari
Atlikušā sprieguma izraisīta plaisāšana	Pārmērīgs atlikušais stiepes spriegums pēc vairākkārtējas deformācijas	Īstenot starpposma spriedzes mazināšanas rūdīšanu; kontrolēt dzesēšanas ātrumu
Pārmērīga īpašību anizotropija	Intensīva deformācijas tekstūra	Saprātīgi kontrolēt kopējo deformāciju; optimizēt atkausēšanas režīmu; ja nepieciešams, pielāgojiet sākotnējo tukšo tekstūru

 

Atsauces

[1] Džou Zongi. Augstas stiprības titāna sakausējumu izstrādes statuss un stiprināšanas metodes[J]. Pekinas Tehnoloģiju universitātes žurnāls, 2022. gads.

[2] Sun Sjaopina. Titāna sakausējumu mikrostruktūras un tekstūras evolūcijas mehānisms saskaņā ar velmēšanas-vilkšanas-rūdīšanas-dzesēšanas sinerģisko regulējumu[J]. Reti metālu materiāli un inženierija, 2025.

[3] Dongs Dzje. Augstas plastiskuma TC4 titāna sakausējuma medicīnisko stieņu ražošanas procesu ietekme uz mikrostruktūru un īpašībām[J]. Metāla pasaule, 2021.

 

 

Ruihang kā tiešais titāna izstrādājumu ražotājs piegādā optimālas kvalitātes izejvielas jūsu precīzo komponentu ražošanai. Ja jums ir kādas titāna sakausējuma stieņu/plākšņu iegādes vajadzības, lūdzu, sazinieties ar mums pa e-pastu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com