Titaanisulamite levinumad kuumtöötlusmeetodid

Titaanisulamite kuumtöötlus: eesmärk ja perekonnad

Titaanisulamite jaoks tavaliselt kasutatavad kuumtöötlused jagunevad kahte perekonda: lõõmutamine ja lahusega töötlemine koos vananemisega. Lõõmutamist saab rakendada igat tüüpi titaanisulamitele; selle peamine eesmärk on saavutada parim mehaaniliste omaduste kombinatsioon, leevendada sisemist pinget, parandada plastilisust ja stabiliseerida struktuuri. Lahusega töötlemine, millele järgneb vanandamine, on titaanisulamite tugevdamise peamine vahend ja seda kasutatakse siis, kui nõutakse lõõmutatud seisundist kõrgemat tugevust.

Stressi leevendav lõõmutamine

Lõõmutamistemperatuur on seatud 100{3}}250 kraadi võrra madalamale sulami ümberkristallimistemperatuurist. Eesmärk on kõrvaldada või vähendada töötlemisel tekkivaid sisepingeid ning vältida või piirata moonutusi hilisemates toimingutes. Hoidmisaeg sõltub tooriku ristlõikest, selle töötlemise ajaloost ja vajalikust pingevabastuse määrast. Kuna temperatuur jääb rekristalliseerimisvahemikust allapoole, ei kristalliseeru sepistatud struktuur ümber, mistõttu tugevus säilib sisuliselt, samal ajal kui jääkpinge väheneb. Tootmises kasutatakse seda töötlust pärast keevitamist, pärast õhukeste sektsioonide tugevat töötlemist ja vormimisoperatsioonide vahel.

Täielik (ümberkristallimine) lõõmutamine

Täielik lõõmutamine, mida tuntakse ka kui rekristallisatsiooni lõõmutamist, viiakse läbi rekristalliseerimistemperatuuri ja beeta-siirdepunkti vahel, st temperatuuril, mis on kõrgem kui sulami rekristalliseerimistemperatuur, nii et rekristalliseerimine on domineeriv protsess. Selle eesmärk on vähendada kõvadust, parandada plastilisust, stabiliseerida struktuuri ja parandada töödeldavust. Lõõmutamise tüüp, lõõmutamise temperatuur ja jahutusmeetod erinevad titaanisulamiti ning ahjujahutus, õhkjahutus või kontrollitud jahutuskiirus valitakse vastavalt. Töötlust kasutatakse töödeldud või osaliselt ümberkristallitud struktuuri taastamiseks enne lõplikku vormimist või töötlemist.

Kahekordne lõõmutamine ja isotermiline lõõmutamine

Topeltlõõmutamine koosneb kõrge-temperatuuri ja madala-temperatuuri etapist, millele järgneb õhkjahutus. Kõrget-temperatuuri hoitakse 20-160 kraadi allpool beeta-siirdepunkti ja madalat-temperatuuri beeta-siirdepunktist allpool valitud tasemel, et tagada plastilisuse ja purunemiskindluse nõutav tasakaal. Töötlemise eesmärk on parandada sulami plastilisust ja purunemiskindlust ning stabiliseerida struktuuri; seda kasutatakse laialdaselt sepistamiseks ja komponentide jaoks, mis peavad ühendama kahjustustaluvuse mõistliku tugevusega.

Isotermiline lõõmutamine on kahekordse lõõmutamise erivorm. Töödeldav detail kuumutatakse esmalt 20-160 kraadi alla beeta-siirdepunkti ja hoitakse, seejärel viiakse ahju, mida hoitakse temperatuuril 600–650 kraadi ja hoitakse uuesti ning lõpuks jahutatakse õhk toatemperatuurini. See sobib suure beeta-stabiliseerivate elementide sisaldusega titaanisulamitele ning aeglane ühtlane jahutamine on ette nähtud beetafaasi täielikuks lagundamiseks, et saada stabiilne struktuur. Isotermiline lõõmutamine valitakse siis, kui sektsiooni paksus põhjustaks vastasel juhul komponendi ebaühtlase jahutuskiiruse. Kuna ülekandeetapp on kriitiline, kontrollitakse tootmises ülekandeaega ja ahju laadimist. Töötlemise eesmärk on saada ühtlaste omadustega stabiilne struktuur.

Lahendus Ravi ja vananemine

Lahuse töötlemine toimub alfa+beeta kahe-faasi piirkonna transformatsioonitemperatuurist kõrgemal, tavaliselt 28-83 kraadi allpool beeta-transformatsioonipunkti; erijuhtudel võib sulamit ka kuumutada üle beeta-transformatsiooni punkti. Lahustöötlusele järgneb kustutamine, mis säilitab suure osa metastabiilsest beetafaasist ja annab võimaluse järgnevaks vanuse tugevdamiseks.

Vananemistöötlus viiakse tavaliselt läbi temperatuuril vahemikus 425–650 kraadi. Vananemistemperatuur ja vananemisaeg määratakse konkreetse sulami vananemiskõvera järgi, kuna need kontrollivad sadestunud faasi kogust, suurust ja jaotust. Vananemise käigus metastabiilne beetafaas laguneb ja peen teine ​​faas sadestub, mis tõstab sulami tugevust. Lahuse töötlemine koos vanandamisega on standardtee kõrge -tugeva titaanisulami komponentide saamiseks ning nii summutamise viivitus kui ka vananemisgraafik on rangelt piiratud, et omadused oleksid partiist partii reprodutseeritavad.

KKK: titaanisulamite kuumtöötlus

K: Mis vahe on lõõmutamisel ja lahusega töötlemisel?
Lõõmutamine pehmendab sulamit, leevendab pingeid ja stabiliseerib struktuuri ning seda saab rakendada igale titaanisulamile. Lahusega töötlemine lahustab faasid kõrgel temperatuuril ning sellele järgneb tugevuse suurendamiseks karastamine ja vanandamine.

K: Kuidas valitakse pinge leevendamise lõõmutamise temperatuur?
See on seatud 100–250 kraadi ümberkristallimistemperatuurist madalamale, nii et sisemine pinge väheneb ilma sepistatud struktuuri ümberkristalliseerimata.

K: Millal tuleks kahekordse lõõmutamise asemel kasutada isotermilist lõõmutamist?
Kui sulam sisaldab suurel hulgal beeta{0}}stabiliseerivaid elemente või kui sektsioon on piisavalt paks, et otsene õhkjahutus jätaks beetafaasi ainult osaliselt lagunema. Isotermiline lõõmutamine kasutab täieliku lagunemise tagamiseks 600-650 kraadise hoidmisetappi.

K: Miks kasutatakse pärast lahuse töötlemist kustutamist?
Jahutamine pärsib difusiooni jahtumisel ja säilitab suure osa metastabiilsest beetafaasist, mis on faas, mis hiljem sulami vananemise ajal sadestab ja kõvestab.

K: Kuidas valitakse vananemistemperatuur ja -aeg?
Neid loetakse konkreetse sulami vananemis{0}}kõvenemiskõveralt, kuna temperatuur reguleerib sademe tüüpi ja suurust ning aeg määrab, kui kaugele sadestumise reaktsioon kulgeb.

K: Kas iga titaanisulamit saab lõõmutada?
Jah. Lõõmutamine on rakendatav igat tüüpi titaanisulamitele, kuigi lõõmutamise tüüp, temperatuur ja jahutusmeetod valitakse iga sulami ja tootevormi jaoks eraldi.