Titāna metāla apstrādes tehnoloģijas analīze

Kā augstas veiktspējas{0}}metāla materiāls,titāns piemīt gan specifika, gan sarežģītība savās tehnoloģiskajās īpašībās.
 

Plastiskums: istabas temperatūrā tīram titānam un titāna sakausējumiem ir zema plastiskums ar pagarinājumu un laukuma samazināšanos, kas ir daudz zemāka nekā tēraudam ar zemu{0}}oglekļa saturu un tīram alumīnijam. To ir viegli salauzt. Konkrētā augstas -temperatūras diapazonā tiek uzlabota plastiskums, ļaujot tiem izturēt lielas deformācijas. Titāna spiediena apstrāde lielākoties tiek veikta karstā stāvoklī, un jāizvairās no apstrādes "zilajā trauslajā zonā" 200-500 grādu temperatūrā, pretējā gadījumā var rasties darba sacietēšana un plaisas.

Izturība pret deformāciju: titānam ir augsta izturība, un tā deformācijas izturība augstās temperatūrās joprojām ir augstāka nekā zema{0}}oglekļa tērauda un alumīnija sakausējuma izturība. Apstrāde prasa lielu iekārtu jaudu un izraisa smagu pelējuma nodilumu.Tas ir cieši saistīts ar apstrādes temperatūru un deformācijas ātrumu: temperatūras paaugstināšana var ievērojami samazināt deformācijas pretestību, bet tā jākontrolē zem fāzes pārejas temperatūras; zema-ātruma deformācija vairāk veicina titāna plastisko plūsmu un samazina plaisu rašanās risku.

Formējamība: jāizmanto metode "maza deformācija, vairākas gaitas", lai izvairītos no iekšējām plaisām, ko izraisa vienreizēja liela deformācija. Pēc kalšanas ir nepieciešama ātra dzesēšana, lai novērstu nevienmērīgu -fāzes sadalīšanos. Tas ir piemērots tādiem procesiem kā izjaukšana, zīmēšana un caurumošana. Kalumiem ir blīva iekšējā struktūra un lieliskas mehāniskās īpašības, un tos plaši izmanto konstrukciju daļās aviācijas un kosmosa jomā.

Ritojamība: Titānam ir lieliska velmējamība augstās temperatūrās, un velmēšanas temperatūra ir līdzīga kalšanas temperatūrai. Nepieciešama nepārtrauktas karstās velmēšanas iekārta, kas apvienota ar inertās gāzes aizsardzību. Tīram titānam un maz{2}}leģētiem titāna sakausējumiem (Gr1, Gr2, Gr5) ir laba rullējamība, un tos var izmantot plākšņu, profilu, cauruļu un citu izstrādājumu ražošanai.

Ekstrudējamība: Titāna ekstrūdējamība ir atkarīga no "augstas temperatūras + vakuuma/inertās gāzes aizsardzības". Tīrs titāns ar labu plastiskumu un + tipa titāna sakausējums Gr5 ir piemērots ekstrūzijas apstrādei, un tas var izgatavot profilus ar sarežģītiem šķērsgriezumiem (piemēram, aero-dzinēju lāpstiņu profilus). Ekstrūzijai tiek izmantots karstās ekstrūzijas process: veidņu priekšsildīšanas temperatūra ir aptuveni 400-600 grādi, ekstrūzijas ātrums ir lēns, un pēc ekstrūzijas tiek veikta ātra dzesēšana, lai nodrošinātu sekciju izmēru precizitāti un vienmērīgu struktūru.

III. Metināšanas tehnoloģiju veiktspēja
Metināmība: Plašā nozīmē titānam ir laba metināšanas savienojuma veiktspēja, taču ir nepieciešama stingra izolācija no gaisa. Šaurā nozīmē titānam ir zema jutība pret metināšanas plaisām, bet augsta-sakausējuma titāna sakausējumi ir pakļauti aukstuma plaisām. Metināšanas procesa laikā izkausētais baseins un siltuma -ietekmētā zona ir pakļauti reakcijai ar skābekli un slāpekli, veidojot trauslu un cietu Ti₂O₃ un TiN, lai samazinātu metinātā savienojuma stingrību. Ātra dzesēšana ir pakļauta martensīta struktūras veidošanai, palielinot savienojuma cietību un plaisāšanas risku.

Metināšanas šuvju formējamība: izkausētam titānam ir slikta plūstamība, un metināšanas šuvju veidošanās ir pakļauta tādām problēmām kā nevienmērīgs platums, pārmērīgs stiegrojums un raupja virsma. Metināšanas parametri ir jāoptimizē kopā ar argona aizsardzību, lai nodrošinātu vienmērīgu un vienmērīgu metinājuma veidošanos. Kopējās metināšanas metodes ietver volframa inertās gāzes metināšanu (TIG) un plazmas loka metināšanu. Metināšanas materiāliem jāizmanto titāna sakausējuma metināšanas stieples, kas atbilst parastā metāla sastāvam, lai izvairītos no kompozīcijas segregācijas.
Metināto šuvju plaisu jutība: tīram titānam un -titāna sakausējumiem ir ārkārtīgi zema metināšanas plaisu jutība, un galvenais risks ir karstās plaisas; + tipa un -tipa titāna sakausējumi ir pakļauti aukstuma plaisām. Kontroles pasākumi ietver: stingru parastā metāla un metināšanas stieples virsmas tīrīšanu pirms metināšanas; priekšsildīšana pirms metināšanas; lēna dzesēšana pēc metināšanas un spriedzes mazināšana, lai samazinātu locītavu spriegumu un cietību.

Tendence pēc-metinātās sacietēšanas: struktūras pārveidošanās un cietā šķīduma stiprināšanas dēļ titāna sakausējuma metinātajiem savienojumiem ir acīmredzama tendence pēc-metinātās sacietēšanas. Tā cietība parasti ir par 10%-30% augstāka nekā parastajam metālam, lai apgrūtinātu turpmāko griešanas apstrādi. Mums ir nepieciešama pēc-metinājuma termiskā apstrāde, lai uzlabotu savienojuma struktūru, samazinātu cietību, kā arī uzlabotu stingrību un apstrādes veiktspēju. Pēc metināšanas defektu noteikšana var atklāt iekšējos defektus, piemēram, poras un plaisas metināšanas daļām ar augstām prasībām.