TC4, TC6, TC11 ja muud titaanisulamist vardad ja nende kuumtöötlusprotsess

Titaan on toatemperatuuril õhus väga stabiilne, kuumutamisel 400 ~ 550 kraadini tekitab pinnale tahke oksiidkile kihi, mis hoiab ära kaitseefekti edasise oksüdeerumise. Titaani hapniku, lämmastiku ja vesiniku neeldumine on väga tugev, selline gaas on metalli titaani lisandite jaoks väga kahjulik, isegi kui selle sisaldus on väga väike (0,01% ~ 0,005%), võib see tõsiselt mõjutada ka selle mehaanilisi omadusi.
Titaaniühendites on titaandioksiid (TiO2) kõige praktilisem väärtus. ti02 on inimkeha suhtes inertne, mittetoksiline, sellel on rida suurepäraseid optilisi omadusi. Laialdaselt kasutatakse ti02 läbipaistmatut, läiget ja valget värvi, murdumisnäitaja ja hajumisvõimet, tugevat peitevõimet, head hajuvust, mis on valmistatud valge pulbri pigmentidest, üldtuntud kui titaandioksiid. Titaanvarraste ja terase välimus on väga sarnane tihedusega 4,51 g / cm, vähem kui 60% terasest, tulekindlad metallid metallielementide madalaima tihedusega. Titaani mehaanilised omadused, mida tavaliselt nimetatakse mehaanilisteks omadusteks ja puhtuseks, on väga olulised. Kõrge puhtusastmega titaanil on suurepärane töödeldavus, pikenemine, sektsiooni kokkutõmbumine on hea, kuid madal tugevus, ei sobi konstruktsioonimaterjalidele. Tööstuslik puhas titaan sisaldab mõõdukas koguses lisandeid, on suure tugevuse ja plastilisusega, sobib konstruktsioonimaterjalide valmistamiseks.

Titaanisulamitel on madal tugevus ja kõrge plastilisus, keskmine tugevus ja kõrge tugevus, 200 (madal tugevus) kuni 1300 (kõrge tugevus) MPa, kuid üldiselt võib titaanisulameid pidada suure tugevusega sulamiteks. Nende tugevus on kõrgem kui alumiiniumisulamitel, mida peetakse keskmise tugevusega, ja need võivad tugevuse poolest teatud tüüpi terast täielikult asendada. Võrreldes alumiiniumisulamitega, mis kaotavad kiiresti tugevuse temperatuuril üle 150 kraadi, säilitavad mõned titaanisulamid hea tugevuse 600 kraadi juures. Tihedat metallist titaani tänu kergele kaalule, suuremale tugevusele kui alumiiniumisulamid, saab kõrge tugevuse tagamiseks säilitada kõrgel temperatuuril kui alumiiniumi ning lennundus peab seda väga oluliseks. Pidades silmas titaani tihedust terases 57%, selle eritugevus (tugevuse / massi suhet või tugevuse / tiheduse suhet nimetatakse eritugevuseks) kõrge, korrosiooni-, oksüdatsiooni-, väsimuskindlus on tugev, titaanisulamid, 3/4 kasutatakse kosmosetööstuses struktuursed sulamid konstruktsioonimaterjalide esindajana, 1/4 kasutatakse peamiselt korrosioonikindlate sulamitena. Titaanisulamil on kõrge tugevus ja väike tihedus, head mehaanilised omadused, sitkus ja korrosioonikindlus on väga hea. Lisaks on titaanisulami protsesside jõudlus halb, lõikamis- ja töötlemisraskused, kuumtöötlemisel on väga lihtne absorbeerida lisandeid, nagu vesinik, hapnik, lämmastik ja süsinik. Samuti on halb kulumiskindlus, tootmisprotsess on keeruline. Titaani tööstuslikku tootmist alustati 1948. aastal. Lennundustööstuse vajadused arenesid nii, et titaanitööstus kasvaks keskmiselt umbes 8% aastas. Praegu on maailma aastane titaanisulamite töötlemismaterjalide toodang jõudnud enam kui 40,{14}} tonnini, peaaegu 30 liiki titaanisulam. Kõige laialdasemalt kasutatav titaanisulam on Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) ja tööstuslik puhas titaan (TA1, TA2 ja TA3).
Titaanvarraste ja titaanisulamist varraste kuumtöötlusprotsesse on kolme tüüpi:
(1) tahke lahusega töötlemine ja vanandamine: eesmärk on parandada selle tugevust, titaanisulami ja stabiilse titaanisulami kuumtöötlust ei saa tugevdada, ainult lõõmutamise tootmisel. + titaanisulam ja sisaldab vähesel määral ebastabiilse titaanisulami faasi, võib seda sulami veelgi tugevdada tahke lahusega töödelda ja vanandada.
(2) Pinge leevendamine: eesmärk on kõrvaldada või vähendada töötlemisel tekkivaid jääkpingeid. Vältida keemilist rünnakut ja vähendada deformatsiooni mõnes söövitavas keskkonnas.
(3) täielik lõõmutamine: eesmärk on saavutada hea sitkus, parandada töödeldavust, soodustada uuesti töötlemist ning parandada suuruse ja korralduse stabiilsust.