Kuidas vältida titaanisulami sepistamise 7 peamist tüüpi ja põhjuseid?

Madala tiheduse, kõrge tugevuse, kõrge temperatuurikindluse, korrosioonikindluse, mittemagnetilise ja bioühilduvusega titaanisulamid on kaasaegses lennunduses, relvastuses, keemia- ja naftatööstuses, meditsiinis, tuumaenergeetikas ja muudes kasutusvaldkondades üha enam kasutusel. ja laialdasemalt kasutatav, millest enamikku kasutatakse titaanisulamite, nagu vardad, sepised ja valtsprofiilid, deformeerimiseks. Sepistamise deformatsiooni eesmärk on tagada, et titaanisulamist materjal saavutaks oluliste vahendite ideaalse ülesehituse ja omadused, kuid titaanisulami sepistamises, eriti valuplokist kangi tooriku tootmisprotsessis, esineb sageli mitmesuguseid pragunemise vorme, mitte ainult selleks, et suurendada titaanisulamist. tootmis- ja tootmiskulud, vaid ka vähendada tootmise efektiivsust ja materjali kiirust ning toote jääkide tõsidust. Seda silmas pidades analüüsitakse ja tehakse kokkuvõte titaanisulami sepistamise protsessis aastate jooksul esinenud pragunemisnähtusest ning esitatakse meetmed pragunemise vältimiseks ja lahendamiseks, et tagada titaani tootmise efektiivsus ja toote kvaliteet. sulami sepistamine.
1, titaanisulami sepistamise pragunemise klassifikatsioon ja põhjused
1.1 Otsapinna lõhenemine
Otsapinna pragunemine on teatud tüüpi pragunemine, mis tekib tooriku otsapinnal titaanisulami sepistamise käigus ning praod on üldiselt suuremad ja tavalisemad. Otsapinna lõhenemisel on suurem mõju, mis tavaliselt viib sepistamiseni, mis ei saa protsessi järgi jätkata. Peamised otspinna pragunemise põhjused: ① valuplokipea kokkutõmbumisavad või külmaeralduse ots ei ole täiesti puhas; ② häiriv protsess, tooriku otspinna ja alasi kontaktsoojus neeldub, tõmmates pika protsessi, tooriku otspind jahtub kiiresti; ③ otsapinna asend ekstrusiooni eri suundades, deformatsioon ei ole ühtlane või tõmmates pika aja deformatsioonikiirus on liiga kiire; ④ osa tooriku deformatsioonikindlus on suur, halb liikuvus, nõgusa südame lõpp.
1.2, Kokkupandav pragu
Kokkupandav pragunemine on peamiselt kolme tüüpi juhtudel: esiteks, tooraine titaanisulamist valuploki kõrguse ja läbimõõdu suhe on suurem või võrdne 2,5 või valuploki proovide võtmine valuploki keskel, jääkproovi võtmise soon, häirimine ja voltimine; Teiseks tooriku sepistamine prao keskmises osas, lihvimine sügavasse süvendisse, häirimine ja uuesti voltimine; Kolmandaks, muud abiprotsessid, mida tekitavad konaruste ja kraatrite teravad nurgad, ei ole kooskõlas lihvimisheitmete vigastuste sätetega. Joonisel 1(a) on kujutatud TB6 titaanisulamist tooriku voltimine keskosas sügava süvendi tõttu pärast lihvimist. Joonis 1 (b) TC4-LC titaanisulamist tooriku saagimisel kaldu lõikamisel pöörake saagimise jätkamiseks 180 kraadi, jääkteravate servade keskel olev saepind pole poleeritud ja seejärel tõmmake saetüki pikkust. tekkis tõsisem voltimine.
1.3 pisar
Rebenemine on omamoodi titaanisulamist tooriku põikipragunemine, tooriku lokaalne rebenemine pikkuse ja deformatsiooni tõmbamisel. Sepistamise rebimine suurendab lihvimismahtu, vähendab materjali mahtu, samas kui vormimisprotsessis toimuv sügavam rebenemine võib viia selleni, et toorik ei vasta toote mehaanilise suuruse nõuetele ja jäägid. Peamine rebenemise põhjus on TB6 titaanisulamist plaadi rebimise korral, kui rebenemise kogus on liiga suur (üks külg on suurem kui 50 mm) või kiirus on liiga kiire, joonis 2 (a). Teiseks ei ole vasara alasi deformatsioon selle servakõveruse pikaajalise kasutamise tõttu piisavalt sujuv või vasara alasi eelsoojendustemperatuur ei ole piisav, regulaarne deformatsioon surve all toob kaasa ka tooriku rebenemise. Lisaks võib mõni astmevõlli varras või sepis koos astmega, kuna vale platvormi kohaliku suuruse suure erinevuse tõttu võib pika sepistamise tõmbamine tõenäolisemalt rebeneda, joonis 2(b) TC4-DT titaani puhul sulami sepistamise samm rebendi juures.

1.4, sisemine pragu
Sisemine pragunemine viitab üldiselt ühest punktist, pidevale või katkendlikule pidevale pragunemisele titaanisulamist tooriku sees sepistamisprotsessis, mida on tavaliselt raske leida ja mida tuleb tuvastada vähese kontrolli või ultrahelivigade tuvastamisega. Seda tüüpi pragud hävitavad metalli järjepidevuse ja neid saab ainult vanarauaks. Sisemise pragunemise põhjused võib kokku võtta kahte kategooriasse: esiteks sisaldavad mõned titaanisulamist materjalid volframi, molübdeeni ja nioobiumi ning muid tulekindlaid metallielemente, tõsisem eraldumine, lisandid või lahtised, külmsegregatsioonid ja muud metallurgilised defektid. sepistamis- ja deformatsiooniprotsess pragude allikaks; Teiseks, mõne väikese spetsifikatsiooniga (kvaasi 90 mm või Ф90 mm või vähem) titaanisulamist materjalide puhul, mis tõmbavad pika jahutusprotsessi kiiresti, on temperatuuri ümberpööratud serv madal või peab olema sepistamine, toorikute kohalik temperatuurigradient, lihtne toota. sisemised praod. Joonis 3 TA15 titaanisulamist kvaasi-Ф85 mm viimistletud varda defektide tuvastamiseks, mis leiti pärast teise juhtumi analüüsimist sisemise murru morfoloogia asukoha südame lähedal.

1.6. Rabe pragunemine
Mõned raskesti deformeeruvad kõrgel temperatuuril titaanisulamist materjalid ise on halva plastilisusega, ebaõige protsessi juhtimisega, kergesti tekitavad tugevaid rabedaid pragusid, sügavaid pragusid ja neid on raske eemaldada. Sepistamise lõpliku temperatuuriga sepistamise protsessinõuetest madalamal on suurema rõhu all olev toorik kalduvus rabedaks pragunemiseks. Mõned kõrge temperatuuriga titaanisulamist materjalid ei võta 200–300 kraadi madala temperatuuriga ahju või segmenteeritud kütteprotsess on ebamõistlik, temperatuur on liiga kiire titaanisulamite halva soojusjuhtivuse tõttu, mille tulemuseks on kuumutusprotsess. toorik ots ja keskosa, pinna ja südame olemasolu suur temperatuurigradient, välja sepistamine, tõsine pragunemine toimub. Joonisel 5 (a) on kujutatud kõrge temperatuuriga titaanisulamist katsematerjali pragunemist, mis on peaaegu kaheks osaks jagatud pärast kuumutamisprotsessi analüüsimist ja kuumutamisprotsess on liiga kiire. Joonisel fig 5 (b) on kujutatud Ti3Al valuploki sepistamisprotsess, mis toimub rabeda pragunemise ajal, analüüsituna ebaõige jahutamise tulemusena. Seadme rikke tõttu peatada õhkjahutusega sepistamine, isolatsioonipuuvillasse mähitud valuploki osade töömasin ei ole õigeaegselt puhastatud, valuploki jahutus ei ole ühtlane ning materjal on temperatuuri suhtes tundlikum, kuumutamisel ja sepistamisel, isolatsiooniga puuvillase valuploki ääres praguneb.
1.7, Pinna pragunemine läbi korpuse
Valuploki metallurgiline kvaliteet on halb, pinnadefekte ei eemaldata põhjalikult või kuumutamisprotsess on ebamõistlik, mis põhjustab sepistamisprotsessis tooriku pinna pragunemist. Üldpind on suhteliselt suur, tõsine kahju. Joonis 6 sissetuleva materjali töötlemise TC4-LC titaanisulamist valuploki esimene põlemisjoon pikk, tõsise pragunemise külje peaasendi lähedal (joonisel kast), pärast valuploki sulamiskvaliteedi ahju numbri analüüsimist on halb, valuploki pind külma eraldamine ja nahaalused õhuaugud ei puhastata tulenevalt. Ettevõte valmistab titaanisulamist katsematerjali valuploki valu esmalt sepistamisel läbi korpuse pragunemise pärast katsematerjali faasimuutuspunkti analüüsimist 1020 kraadi, samal ajal kui avanemistemperatuur on ainult 1050 kraadi, kuumutustemperatuur on madal, valamise oleku korralduse plastilisus on halb, mille tulemuseks on tõsine pragunemine ja seejärel kuni 1150 kraadini soojendatud toorik uuesti lahti, lõhenemine väheneb oluliselt.
2, titaanisulami sepistamise pragunemisomadused
2.1 Tõsine kahju
Titaanisulami pragunemine on tõsine oht mitte ainult lihvivate töötajate töömahukuse suurendamiseks, tootmise efektiivsuse vähendamiseks, vaid ka toote saagikuse vähendamiseks. Üks osa tõsisest lõhenemisest, mis on tingitud sügavamaks lihvimisest, vajadus pikendada põlemisaega, suurendada tootmiskulusid, toodete partii tootmisel kõvenenud protsessi spetsifikatsioonide rikkumise tõttu on lihtne põhjustada toote kvaliteedi kõikumisi. Tõsisemad sepispraod võivad viia toote vananemiseni, kuna ei suudeta täita toote tarnitava suuruse või kaalu nõudeid.
2,2, kaasasündinud
Ti3Al, Ti2AlNb, IMI 834, aga ka mõnede uute raskesti deformeeruvate kõrge temperatuuriga titaanisulamite komponentide puhul on nende endi struktuursete ja organisatsiooniliste tegurite tõttu deformatsioonivõime halb, ise rohkem pragunemisvõimeline. Teatud titaanisulamist valuplokkide metallurgiline kvaliteet on halb, esineb segregatsiooni, inklusioone, nahaalust poorsust või külmaeraldumist ja muid metallurgilisi defekte, mis järgnevas sepistamisprotsessis on altid mitme tulega pragunemisele ja neid on raskem kõrvaldada.
2.3 Raske parandada ja lihvida
Raskete lihvimisomadustega titaanisulamite pragunemine: ① praod, tuleb puhastada, tuleb kontrollida lihvimislaiuse ja sügavuse suhet, mis on suurem või võrdne 10, lihvimine suuremas koguses; ② osa titaanisulami halvast plastilisusest, mis on tingitud tooriku jahvatusest kohaliku temperatuuri tõusust, temperatuuri gradiendi olemasolust, pinge rollist tingitud jahutamisest, praod jätkavad laienemist, st lihvimise ajal pragunemine; ③ mõningaid väikeseid titaanisulamist vardaid või sepiseid ei ole väikese suuruse tõttu lihtne lihvida; ④ Mõnede pikemate vardade ja sepistete, mida tuleb vertikaalselt poleerida, otstes on pragusid raske kasutada ja see kujutab endast ohtu; ⑤ Teatud kujuga osad on ebakorrapärase kuju ja suurusega ning sisemiste pragude lihvimisega pole kuskilt alustada.
2.4 Raske ülevaatus
Titaanisulamite pragunemisel on keerulised kontrolliomadused: ① praod vajavad 100% kontrolli, kontrolli töökoormust; ② praod muutuvad väiksemaks, neid on lihtne lihvimistolmuga katta, inspektor ei saa palja silmaga kindlaks teha, kas need tuleb põhjalikult eemaldada; ③ ebakorrapärase kujuga, pragusid on raskem kontrollida; ④ praod tekivad tooriku sees või naha all, ei ole palja silmaga nähtavad, tavaliselt valmistoote kontroll või madal kontroll, et teada saada, millal on liiga hilja; ⑤ sisemised praod on ebakorrapärase kuju ja suuruse tõttu kergesti purunevad, pragusid ei leita; ⑤ sisemised praod on ebakorrapärase kuju ja suuruse tõttu kergesti purunevad, pragusid ei leita; ⑤ Ebakorrapärase kuju ja suuruse tõttu on sisemisi pragusid lihtne murda, pragusid ei leita. ⑤ kergesti purunevad või moodustuvad enne tooriku värvimise läbitungimiskatset, mis raskendab inspektori tööd.
3, titaanisulamist sepistatud pragude vältimine ja lahendus
Vastavalt ülaltoodud seitsmele titaanisulamite pragunemise vormidele, põhjustele ja omadustele ning koos pragunemisnäidetega sihipäraste ennetusmeetmete väljatöötamine. Samal ajal on vaja keskenduda personali töö ja vaikiva mõistmise taseme parandamisele, tagamaks, et võtmeseadmed on ideaalses töökorras, asjakohase lihvimise, kontrollispetsifikatsioonide väljatöötamine ja range rakendamine, põhipunktide ja oluliste kontrollide kontrollimine. üksikasjad.

3.2 Voldimise ja pragunemise vältimine
Esiteks kontrollige toormaterjali titaanisulamist valuplokki või vaheprotsessi tooriku kõrguse ja läbimõõdu suhet Vähem kui 2,5 või sellega võrdne, sobivam kõrguse ja läbimõõdu suhte vahemik on 1,8–2,3; Teiseks, valuploki jääkproovi võtmise soone keskosa ja toorikute kokkuvolditavad masinaosad või lihvimistöötlus, tuleb kindlasti ümardada ja siluda laiuse ja sügavuse suhtega Suurem kui 10 või sellega võrdne on sobiv; Kolmandaks veenduge kindlasti, et saagimine, mehaaniline töötlemine ja muud abiprotsessid, mida tekitavad konaruste ja kraatrite teravad nurgad (nt positsioneerimisavade töötlemine jne) on kooskõlas sisekontrolliga. Nõuded lihvimisele, sarnaselt tooriku sammudega. Joonisel 7 kujutatud positsioneerimisaugud jms tuleb enne sepistamise jätkamist puhtaks poleerida.
3.3 Rebenemise vältimine
Esiteks, kiire sepistamismasin sepistab ühe käiguga ühepoolselt rõhu kontrolli all vahemikus 20–30 mm, rõhu all ei tohiks kiirus olla liiga kiire (asjakohane 5–10 mm / s); Teiseks, tagamaks, et vasara alasi serv on suurem kui R40 mm või sellega võrdne, toimub deformatsioon õigeaegselt, et säilitada töötlemine ja tagada alasi eelsoojendamine temperatuurini 300–400 °C; Kolmandaks, võlli varda või astmelise sepistamise astmete jaoks kasutage sepistamisel astmelist sepistamist kindlasti koputuspulga kerget survet, seejärel tuleb haamrit aeglaselt alla suruda ja ühe haamri deformatsiooni tuleb rangelt kontrollida 30 mm piires. , ja kui tekib rebenemine, tuleks haamer parandada või sepistamine õigel ajal lihvimiseks peatada.
3.4,Sisemise pragude vältimine
Esiteks, tulekindlaid metallielemente, nagu volfram, molübdeen ja nioobium, sisaldavate titaanisulamite materjalide puhul peaksime alustama allikast, tugevdama valuploki sulamisprotsessi uurimist, parandama sulatustehnoloogia taset, et vähendada või kõrvaldada segregatsiooni, lisandeid, lahtist või külma. segregatsioon ja muud metallurgilised vead; teiseks, väikese suurusega titaanisulamist tooriku puhul peab tõmbamisprotsess toimuma õigeaegselt faasides ja püüdma vältida toorikute kinnikiilumist sepise pea otsa, kui tingimused lubavad, tuleks sepistamiseks viivitamatult ahju tagasi viia.
3.5 Pikisuunalise pragunemise vältimine
Esiteks, titaanisulamist tooriku tõmbamise protsess õigeaegse faasiga, keelab teravate servade, mustade servade tekkimise; Teiseks, mõned temperatuuritundlikud kõrge temperatuuriga titaanisulamist sepistavad pärast õhkjahutust või katte isolatsiooni puuvillast jahutamist, proovige mitte kasutada õhkjahutusega, vesijahutusega, õlijahutusega ja muid kiirjahutusmeetodeid.
3.6 Hapra pragunemise vältimine
Kõrge temperatuuriga titaanisulamist materjalide raskeks deformeerimiseks tuleks kasutada "pakendatud puuvilla sepistamist": see tähendab, et toorik kuumutatakse kindlaksmääratud hoidmisajani, toorik eemaldatakse, mähitakse soojusisolatsiooni puuvillakihiga (paksus umbes 10 mm). , mis on ühtlaselt üle puistatud klaasikaitsevahendi kihiga), naaske ahju jätkama kuumutamist (aeg vastavalt kangi suurusele ja puuvillapakendile kiiresti ja aeglaselt), sepistamine, protsess õigeaegselt suurendada katta soojusisolatsiooni puuvilla, minimeerida temperatuuri toorik, et minimeerida temperatuuri toorik. Puuvill, minimeerige tooriku temperatuurikadu, tagamaks, et sepistamise temperatuur on alati kõrgem kui lõplik sepistamistemperatuur, näitab praktika, et operatsioon võib oluliselt vähendada pragunemist. Lisaks tuleks seda tüüpi titaanisulamist kuumutada 200–300 kraadi madala temperatuuriga ahjus, mitmeastmelises kuumutamises, aeglases kuumutamises (50–100 kraadi / h), et tagada tooriku ühtlane kuumutamine, vähendada temperatuuri gradienti. erinevates osades. Lõpuks on sepistamise protsessis keelatud materjali maha kukkuda, vältides vägivaldset kokkupõrget toorikuga; jahutusprotsess on aeglane ja ühtlane; pragude lihvimine lõpetatakse värvi läbitungimise katse jaoks jne.
3.7, pinna pragunemise vältimine
Esiteks peaks valuplokkide halvast metallurgilisest kvaliteedist põhjustatud pinna pragunemine tugevdama sulamisprotsessi uurimist, parandama sulamistaset, sepistamist, enne kui on vaja täielikult eemaldada valuploki külmeraldus, nahaalune poorsus ja muud metallurgilised defektid. Teiseks, kuumutamise ja sepistamise protsessi sõnastamisel peaksime sügavalt kokku võtma õppetunni, et katsematerjali madal kuumutustemperatuur põhjustab tõsiseid pragusid, ning põhjalikult kaaluma erinevaid tegureid, et tagada protsessi optimaalne toimimine.
4, Järeldus
(1) Titaanisulamist sepistatud pragunemine hõlmab otsapragusid, voltimispragusid, rebenemisi, sisemisi pragusid, pikisuunalisi pragusid, rabedaid pragusid jne, millel on erinevad vormid ja kontrollitavad põhjused; ja seda iseloomustavad tõsised ohud, kaasasündinud, pärilikud, raskesti parandatavad ja lihvitavad ning raskesti kontrollitavad.
(2) Titaanisulamist sepistatud pragude vähendamiseks ja vältimiseks tuleks keskenduda ennetamisele ning välja tuleks töötada mõistlikud ja teostatavad ennetusmeetmed. Samal ajal peaks see tagama, et olulised protsessid, nagu sepistamine, lihvimine ja kontrollimine, oleksid kontrolli all ning meetmete peamisi kontrollpunkte rakendataks rangelt.