Titanyum Alaşımlarının Yüksek-Sıcaklıkta Yumuşama Özellikleri ve Dövme Kontrolü

Yüksek-sıcaklıkta yumuşama, titanyum alaşımlı dövme işleminin temel fiziksel yasasıdır. Artan sıcaklık, atomik termal hareketi yoğunlaştırır ve dislokasyon direncini azaltır, bu da malzeme mukavemetinde ve deformasyon direncinde önemli bir düşüşe yol açar. Bu, plastik şekillendirmenin temelidir.titanyum alaşımlarıancak aynı zamanda tane irileşmesi, eşit olmayan performans ve şekillendirme kusurları gibi süreç sorunlarına da neden olma eğilimindedir.

 

 

1. Fiziksel Yumuşama

Yüksek sıcaklık, kafes atomik titreşimini artırır ve atomik bağları zayıflatarak dislokasyon hareketine karşı direnci önemli ölçüde azaltır. Titanyum alaşımları oda sıcaklığında yüksek deformasyon direncine sahiptir, 400 derecede mukavemetlerinin %65'inden fazlasını korur ve 600 derecenin üzerine hızla düşer. Bu aşamada, metallerin genel kanununa uygun olarak sıcaklık artışıyla birlikte akış gerilimi sürekli olarak azalır.

 

2. Faz Dönüşümü Yumuşatma

+ iki-fazlı bölge: Deformasyona, -faz kayması ve -faz koordineli deformasyon hakimdir; yumuşamaya, dislokasyonların yeniden düzenlendiği ancak sertleşmeyi tamamen ortadan kaldıramadığı dinamik iyileşme eşlik eder.

 

tek-fazlı bölge: İyi plastisite ve düşük deformasyon direnci, ancak taneler irileşmeye eğilimlidir, bu da dövme parçaların mukavemetinde ve tokluğunda önemli bir düşüşe neden olur.

 

Yakın-aşama-dönüşüm bölgesi: Optimum yumuşatma ve plastisite etkileri, hassas dövme için uygundur ancak çok dar proses kontrol penceresine sahiptir.

 

3. Dinamik Yumuşatma

Dinamik kurtarma: Çoğunlukla orta-düşük sıcaklıklarda ve yüksek gerinim hızlarında meydana gelir. Dislokasyonlar, sınırlı yumuşama etkisi ve artık iş sertleşmesi ile kayma ve tırmanma yoluyla yeniden düzenlenir.

 

Dinamik yeniden kristalleşme: Çoğunlukla yüksek sıcaklıklarda ve düşük gerinim hızlarında meydana gelir. Yeni taneler çekirdeklenip büyür, sertleşmeyi tamamen ortadan kaldırır ve mikro yapıyı inceler. Örneğin, Gr5 920–950 derecede ve 0,01s⁻¹'de deforme olduğunda dinamik yeniden kristalleşme yeterlidir ve taneler 5–10μm'ye kadar inceltilebilir.

 

Süperplastik yumuşatma: Belirli sıcaklık aralıkları ve son derece düşük gerinim oranları altında, karmaşık hassas bileşenlerin oluşturulması için uygun, %1000'i aşan uzama ile deformasyona tane sınırı kayması hakimdir.

 

 

1. Ticari Olarak Saf Titanyum

Yumuşama özellikleri: 300 derecenin altında istikrarlı performans, 350 derecenin üzerinde hızlı mukavemet azalması ve 600 derecede deformasyon direnci oda sıcaklığındakinin yalnızca 1/5'idir.

 

Süreç noktaları: Dövme sıcaklığı 800–900 derece, yüksek-sıcaklık oksidasyonuna karşı koruma gereklidir; iyi şekillendirilebilirlik, açık kalıpta dövme ve geleneksel kapalı kalıpta dövme için uygundur.

 

2. + Türü

Yumuşama özellikleri: En yaygın olarak kullanılan, 400-500 derecede yüksek mukavemet, 600 derecenin üzerinde belirgin yumuşama ve faz dönüşüm sıcaklığı T yaklaşık 980-1020 derece.

 

Temel farklar:

+ Bölgede dövme: Dengeli güç-tokluğuna ve optimum yorulma performansına sahip çift yönlü bir mikro yapı oluşturur.

Bölgede dövme: Tane irileşmesine eğilimlidir ve yorulma ömrünü büyük oranda azaltır, yalnızca büyük-boyuttaki boşluklar için kullanılır.

 

3. Yakın- Tür Yüksek-Sıcaklık

Yumuşama özellikleri: Sn, Zr, Si gibi elementler içeren, 600–650 derecede güçlü yumuşama direncine ve mükemmel sürünme özelliğine sahiptir.

Süreç noktaları: Dövme sıcaklığı 950–1000 derece, yüksek-sıcaklık stabilitesi sağlamak için faz oranını %30'un altında kontrol edin.

 

4. Tip

Yumuşama özellikleri: Yüksek Mo ve V içeriği, yüksek faz dönüşüm sıcaklığı, düşük-sıcaklık deformasyon direnci ve iyi sertleşebilme.

 

Süreç noktaları: Dinamik yeniden kristalleşmeyi teşvik etmek ve düzensiz faz çökelmesini önlemek için bölgesel dövmeyi, düşük gerinim oranını benimseyin.

 

 

1. Dövme Sıcaklığı

Sıcaklık aralığı: + bölgede geleneksel dövme; yakın-faz-dönüşüm bölgesinde hassas/izotermal dövme; yalnızca büyük boş dişli için dövme, ardından + bölge bitirme dövmesi yapılır.

 

Sıcaklık kontrolü gereksinimleri: Vakum/atmosfer fırınında ısıtma, sıcaklık kontrolü ±5 derece, 1–2 saat bekletme; izotermal dövmede kalıp ve kütüğün sıcaklık dalgalanması ±5 derece, geleneksel dövmede sıcaklık düşüşü 50 dereceyi aşmaz; Son dövme sıcaklığı Çatlamayı önlemek için 850 dereceye eşit veya daha büyük.

 

2. Deformasyon Oranı

Düşük oran: İzotermal/süperplastik dövme için, tekdüze mikro yapı, havacılık ve uzay hassas parçalarına uygun.

Orta oran: Geleneksel kapalı kalıpta dövme için, verimlilik ve kaliteyi dengelemek için.

Yüksek oran: Yalnızca aşırı ısınmaya, kaba tanelere ve çatlamaya eğilimli basit parçalar için.

 

3. Deformasyon Derecesi ve Modu

Deformasyon miktarı: Tek geçişte %40-60, toplam deformasyon Mikro yapıyı iyileştirmek için %70'e eşit veya daha büyük.

Deformasyon modu: Yüksek hassasiyetle izotermal dövme; izotropiyi geliştirmek için çok-yönlü dövme; Uzun şaft parçalarına uygun radyal dövme.

 

4. Yüksek-Sıcaklık Koruması

Vakum/argon koruması, oksijen içeriği<10ppm;

Sürtünmenin azaltılması ve oksidasyon direnci için koruyucu kaplama kullanın;

Yüksek-sıcaklıkta tutma süresini kısaltın ve sürekli çalıştırın.

 

5. Kalıplar ve Ekipmanlar

Kalıplar: İzotermal dövme için molibden/nikel-bazlı kalıplar, kütük sıcaklığının %80'inin üzerine önceden ısıtılır, aşınma 0,2 mm'yi aştığında kalıp onarımı.

Ekipman: Kızılötesi sıcaklık ölçümü kapalı{0}}döngü sıcaklık kontrolüne sahip servo hidrolik presi benimseyin.

 

6. Dijital Simülasyon

Saha değişkenlerini ve mikro yapı gelişimini simüle etmek, hurda oranını %20 azaltmak ve mikro yapı tekdüzeliğini %30 artırmak için DEFORM, ABAQUS'u kullanın.

 

 

Ruihang, Ar-Ge, üretim ve satışları tek bir entegre sistemde birleştiren bir teknoloji ve inovasyon kuruluşudur. Satın alma ihtiyaçlarınız varsa bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.