Rakenteelliset muutokset TA1-titaanitangoissa kuumapuristuskäsittelyn aikana

TA1-titaanitangot ovat ulkonäöltään hyvin samankaltaisia ​​kuin teräs, ja niiden tiheys on 4,51 g/cm3, alle 60 % teräksestä, ja se on pienitiheyksinen metallielementti tulenkestävissä metalleissa. Titaanin mekaaniset ominaisuudet, jotka tunnetaan yleisesti nimellä mekaaniset ominaisuudet ja puhtaus, ovat erittäin tärkeitä. Erittäin puhtaalla titaanilla on erinomainen työstettävyys, venymä, poikkileikkauksen kutistuvuus ovat hyviä, mutta alhainen lujuus, ei sovellu rakennemateriaaleihin. Teollinen puhdas titaani sisältää kohtalaisen määrän epäpuhtauksia, joilla on korkea lujuus ja plastisuus, ja se soveltuu rakennemateriaalien valmistukseen. Titaanin ja titaaniseoksen aihion lämmönjohtavuus on alhainen, kuumasuulakepuristuksessa pintakerros ja sisäkerros tuottaa suuren lämpötilaeron, kun suulakepuristussylinterin lämpötila on 400 astetta, lämpötilaero voi olla 200–250 astetta. Imuvahvistus- ja aihioosassa on suuri lämpötilaero aihion pinnan ja metallin keskikohdan yhteisvaikutuksen alaisena tuottaakseen hyvin erilaisia ​​lujuusominaisuuksia ja plastisia ominaisuuksia, ekstruusioprosessissa aiheuttaa erittäin epätasaista muodonmuutosta pintakerroksessa suurista ylimääräisistä vetojännityksistä tulee tuotteen pinnan ekstruusiossa muodostaen halkeamia ja halkeamia perimmäisessä syyssä. Titaani ja titaaniseostuotteet kuuma suulakepuristus prosessi kuin alumiiniseokset, kupariseokset, ja jopa teräksen suulakepuristus prosessi on monimutkaisempi, tämä on titaani ja titaaniseos erityiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet päätöksen.

Toistaiseksi titaanitankojen ekstruusioprosessissa on käytettävä voiteluaineita. Tärkein syy on: titaani 980 astetta ja 1030 astetta lämpötilassa, muodostetaan rauta-tai nikkeli-pohjainen metalliseos kuolla materiaalia sulava eutektinen, jotta kuolee vahvaa kulumista. Grafiittivoiteluaineita käytettäessä tuotteen pintaan voi muodostua syviä pitkittäisiä naarmuviivoja, mikä on seurausta titaanitangoista ja titaaniseostangoista tarttumisesta muotin työskentelyyn. Profiilien suulakepuristus lasivoiteluaineilla johtaa uudentyyppisiin virheisiin "pockmarks" eli halkeamiin tuotteen pintakerroksessa. On osoitettu, että "pockmarks" ilmaantuu titaanin ja titaaniseosten alhaisesta lämmönjohtavuudesta johtuen, mikä johtaa aihion pintakerroksen voimakkaaseen jäähtymiseen ja plastisuuden jyrkkään laskuun.

Titaaniseoksilla on matalalujuus korkeaplastisuus, keskilujuus ja korkea lujuus, 200 (pieni lujuus) ~ 1300 (suuri luja) MPa, mutta yleisesti ottaen titaaniseoksia voidaan pitää korkealujuuksina seoksina. Niillä on suurempi lujuus kuin alumiiniseoksilla, joita pidetään keskilujina, ja ne voivat korvata lujuuden suhteen täysin tietyt terästyypit. Verrattuna alumiiniseoksiin, jotka menettävät lujuutta nopeasti yli 150 asteen lämpötiloissa, jotkin titaaniseokset säilyttävät hyvän lujuuden 600 asteessa. Titaanista metallista titaania, koska se on kevyt, vahvempi kuin alumiiniseokset, se voidaan säilyttää korkeissa lämpötiloissa kuin alumiini korkean lujuuden vuoksi, ja ilmailuteollisuus pitää sitä erittäin tärkeänä. Ottaen huomioon titaanin tiheys teräksessä 57%, sen ominaislujuus (lujuus / painosuhde tai lujuus / tiheys -suhde kutsutaan ominaislujuudeksi) korkea, korroosion, hapettumisen, väsymiskestävyys ovat vahvoja, titaaniseoksia, 3/4 käytetään ilmailussa rakenneseokset rakennemateriaalien edustajana, 1/4 käytetään pääasiassa korroosionkestävinä seoksina. Titaaniseoksella on korkea lujuus ja pieni tiheys, hyvät mekaaniset ominaisuudet, sitkeys ja korroosionkestävyys on erittäin hyvä. Lisäksi titaaniseosprosessin suorituskyky on huono, leikkaus- ja käsittelyvaikeuksia, lämpökäsittelyssä, erittäin helppo imeä epäpuhtauksia, kuten vetyä, happea, typpeä ja hiiltä. Myös kulutuskestävyys on huono, tuotantoprosessi on monimutkainen. Teollistettu titaanin tuotanto aloitettiin vuonna 1948. Ilmailualan tarpeisiin kehitetään niin, että titaaniteollisuuden keskimääräinen vuotuinen kasvuvauhti on noin 8 % kehitystä. Tällä hetkellä maailman vuotuinen titaaniseosten käsittelymateriaalien tuotanto on saavuttanut yli 40,{21}} tonnia titaaniseoslaatua lähes 30 erilaista. Yleisimmin käytetty titaaniseos on Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) ja teollinen puhdas titaani (TA1, TA2 ja TA3).