Titanyum Malzemeler İçin Vakumlu Sünme Doğrultma Yöntemi

Titanyum malzemeler için vakumlu sürünme düzleştirme yöntemi, geleneksel düzleştirmenin gereksinimleri karşılamasını zorlaştıran oda sıcaklığında titanyum ve titanyum alaşımlarının yüksek geri esneme ve yüksek mukavemeti sorunlarını çözmek için tasarlanmış bir teknolojidir. Titanyum malzemelerin formuna bağlı olarak (örneğinplakalar, borularvb.), özel düzleştirme işlemleri değişiklik gösterir.

 

 

 

Bu yöntem, Boeing gibi işletmelerin plakalar için yaygın olarak kullandığı bir son düzeltme yöntemidir. Temeli, vakum basınç farkı yoluyla basınç uygulamak, yüksek sıcaklıkla birlikte sürünme düzleştirme elde etmek ve aynı anda stresi azaltmak için tavlamayı tamamlamaktır. Spesifik adımlar aşağıdaki gibidir:

 

• Fırın Yükleme Hazırlığı: Düzleştirilecek titanyum plakayı, vakumlu sürünme düzleştirme fırınının içindeki son derece yüksek düzlüğe sahip seramik bir platform üzerine yerleştirin. Plakanın üst kısmını vermikülit gibi toz halindeki ısı yalıtım malzemeleriyle kaplayın ve en dıştaki katmanı yüksek- sıcaklığa dayanıklı bir plastik filmle sarın ve yalıtarak nispeten bağımsız bir kapalı alan oluşturun; bu, yalnızca ısı yalıtım etkisini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda basınç farkı yoluyla sonraki basınç uygulamasının temelini de oluşturur.

 

• Vakum Tahliyesi ve Sıcaklık Yükselişi: Genellikle vakum derecesini 3325 - 7980Pa; aynı zamanda sıcaklığı yükseltmek için su-soğutmalı elektrotlar gibi elemanları ısıtmaya başlayın. Ani sıcaklık artışının plakada neden olduğu yeni stresi önlemek için yavaş bir ısıtma yöntemi benimseyin.

 

• Sabit Sıcaklık Kayması: Sıcaklığı, titanyum malzemelerin tavlama sıcaklığı aralığına (yaklaşık 580 - 650 derece) yükseltin ve sabit sıcaklığı 5 - 8 saat boyunca koruyun. Bu durumda, titanyum malzemenin sürünme mukavemeti azalır ve dış atmosferik basınç, plastik film boyunca plaka üzerinde eşit bir şekilde etki eder, bu da bükülmüş parçaların basınç ve yüksek sıcaklığın birleşik etkisi altında sürünme deformasyonuna uğramasına neden olarak kademeli olarak seramik platformun düz şekline uyum sağlar. Bu arada üretim sürecinde oluşan gerinimler ve iç ve dış artık gerilimler de yavaş yavaş ortadan kaldırılıyor.

 

• Soğutma ve Fırının Çıkarılması: Sabit sıcaklık aşamasını tamamladıktan sonra fırını, vakum boru hattına bağlı hava-soğutmalı borular gibi cihazlar aracılığıyla soğutun. Soğutma işleminin tamamı 20 - 30 saat sürebilir. Sıcaklık yaklaşık 80 dereceye düştüğünde plaka fırından çıkarılabilir. Bitmiş plaka yüksek düzlüğe sahiptir ve neredeyse hiç geri esneme göstermez.

 

,

Resim kaynağı:NIPPON STEEL TEKNİK RAPOR NO. 62 TEMMUZ 1994

 

 

Akma mukavemeti 700 MPa'dan büyük veya ona eşit olan yüksek-titanyum alaşımlı borular veya düzleştirme makineleri tarafından işlenemeyen, büyük çap-kalınlık oranına sahip eşit-çaplı ve eşit-eşit olmayan-çaplı titanyum alaşımlı ince-duvarlı borular için, dikey bir vakum fırınını kendi-ağırlığı ve karşı ağırlık gerilimiyle birleştiren bir doğrultma yöntemi benimsenir. Adımlar aşağıdaki gibidir:

 

• Boru Ön İşlemi: Çap-kalınlık oranı büyük olan ince-duvarlı borular için, borunun düzleştirme sırasında eliptik hale gelmesini önlemek amacıyla borunun içine eşit-uzunlukta bir çelik boru yerleştirin; daha sonra borunun üst ve alt uçlarına delikler açın ve sırasıyla çelik çubuklar yerleştirin. Üstteki çelik çubuk kaldırmak için, alttaki çelik çubuk ise ağırlıkları asmak için kullanılır.

 

• Kaldırma ve Karşı Ağırlık Yapılandırması: Dikey vakumlu ısıl işlem fırınındaki borunun üst ucunu çelik çubuk aracılığıyla kaldırın ve alt çelik çubuğa ağırlıkları asın. Ağırlıkların ağırlık merkezi borunun ekseniyle örtüşmelidir. Ağırlıkların kütlesinin doğru bir şekilde hesaplanması gerekir; bu, "ısıl işlem sıcaklığında borunun akma dayanımı × 10⁻⁴ × çapraz-borunun kesit alanı - borunun kütlesi" ile "3 × ısıl işlem sıcaklığında borunun akma dayanımı × 10⁻⁴ × çapraz-borunun kesit alanı - borunun kütlesi" aralığını karşılamalıdır; Yetersiz ağırlık nedeniyle etkisiz düzleştirme veya aşırı ağırlık nedeniyle borunun uzaması.

 

• Vakumlu Tahliye ve Isıl İşlem: Öncelikle fırını 1×10⁻²Pa'dan daha düşük bir vakum derecesine kadar boşaltın, ardından sıcaklığı 500 - 600 dereceye yükseltmek için ısıtma cihazını çalıştırın ve sıcaklığı 5 - 8 saat boyunca koruyun. Kendi yerçekiminin etkisi ve ağırlıkların gerilimi altında boru, eksenel yön boyunca sürünme deformasyonuna uğrayarak bükülmüş parçaları kademeli olarak düzeltir.

 

• Soğutmanın Tamamlanması: Isıl işlemden sonra hızlı soğutma için fırını argonla doldurun. Sıcaklık 100 derecenin altına düştüğünde boru fırından çıkarılabilir. Bu yöntemle işlenen borunun düzlüğü 1 mm/m'den az veya ona eşit olabilir; bu da yüksek-hassas uygulamaların gereksinimlerini karşılayabilir.

 

Referanslar:

[1] Mitsuo lshi, Yasutaka Ando,Isao Nagai, 《NIPPON STEEL TEKNİK RAPOR NO. 62 TEMMUZ 1994 ifade etmekNIPPON STEEL,1994,UDC621:46-47 https://www.nipponsteel.com/en/tech/report/nsc/pdf/6208.pdf