Термичка обрада титанијума и легура титанијума

Титанијум је важан структурни метал развијен 1950-их. Легуре титанијума се широко користе у различитим областима због своје високе чврстоће, добре отпорности на корозију и високе отпорности на топлоту. Титанијум је материјал који се обично користи у многим индустријским применама због свог одличног односа чврстоће и тежине, отпорности на корозију и биокомпатибилности. Легура титанијума се односи на разне легуре метала направљених од титанијума и других метала. Титанијум је важан структурни метал развијен 1950-их. Легуре титанијума имају високу чврстоћу, добру отпорност на корозију и високу отпорност на топлоту. Током 1950-их и 1960-их, главни фокус је био на развоју легура титанијума на високим температурама за авио-моторе и структурних легура титанијума за конструкције авиона.

Титанијум је алотроп са тачком топљења од 1668 степени. Има збијену хексагоналну структуру решетке испод 882 степена, која се назива алфа титанијум; има кубичну решеткасту структуру усредсређену на тело изнад 882 степена, која се назива бета титанијум. Коришћењем различитих карактеристика горње две структуре титанијума, додавањем одговарајућих легирајућих елемената како би се постепено променила температура фазне трансформације и садржај фазе, добијају се легуре титанијума различите структуре. На собној температури, легуре титанијума имају три матричне структуре, а легуре титанијума се деле у следеће три категорије: легура, (+) легура и легура.

Међутим, да би се оптимизовала њихова механичка својства, често је потребна топлотна обрада. Топлотна обрада је кључни корак у преради титанијума и легура титанијума. Може побољшати перформансе материјала и повећати стабилност материјала. Овај чланак ће детаљно представити третман чврстим раствором, стабилизацијски третман, третман жарењем и третман уклањања водоника у топлотној обради легура титанијума.

1. Третман чврстим раствором
Третман чврстим раствором има за циљ потпуно растварање легирајућих елемената у титанијуму и легурама титанијума како би се формирао презасићени чврсти раствор, чиме се побољшава чврстоћа и тврдоћа материјала. Процес чврстог раствора углавном укључује следеће кораке:
Загревање титанијума и легура титанијума на високу температуру (изнад тачке фазне трансформације) и одржавање током одређеног временског периода омогућава да се елементи легуре потпуно растворе. Брзо охладите титанијум и легуре титанијума на собну температуру да бисте добили презасићени чврсти раствор.
2. Стабилизациони третман
Стабилизациони третман се углавном користи за уклањање штетних фаза у титанијуму и легурама титанијума и побољшање пластичности и жилавости материјала. Стабилизациони третман углавном укључује следеће кораке: загревање титанијума и легура титанијума на високе температуре (изнад тачке фазне трансформације) и њихово одржавање током одређеног временског периода да би се штетне фазе потпуно раствориле.
Брзо охладите титанијум и легуре титанијума на собну температуру да бисте добили стабилну металографску структуру.
3. Третман жарењем
Третман жарењем се углавном користи за уклањање унутрашњег напрезања током обраде титанијума и легура титанијума и побољшање пластичности и жилавости материјала. Третман жарењем углавном укључује следеће кораке: загревање титанијума и легура титанијума испод критичне тачке и њихово одржавање током одређеног временског периода како би се ослободио унутрашњи стрес.
Полако охладите титанијум и легуре титанијума на собну температуру да бисте избегли стварање нових унутрашњих напрезања.
4. Третман уклањања водоника
Титанијум и легуре титанијума лако апсорбују водоник током обраде, узрокујући пукотине и водоничну кртост материјала. Третман уклањања водоника има за циљ уклањање водоника из титанијума и легура титанијума и побољшање поузданости и стабилности материјала. Третман уклањања водоника углавном укључује следеће кораке:
Загревање титанијума и легура титанијума на високу температуру (изнад тачке фазне трансформације) и одржавање у одређеном временском периоду омогућава ослобађање водоника. Брзо охладите титанијум и легуре титанијума на собну температуру како бисте спречили да новоадсорбовани водоник уђе у материјал.

Укратко, третман чврстим раствором, стабилизацијски третман, третман жарењем и третман уклањања водоника су веома важне карике у топлотној обради титанијума и легура титанијума. Да бисмо добили производе од титанијума и легура титанијума са одличним својствима, морамо разумети и савладати принципе, методе и обим примене ових процеса топлотне обраде, и одабрати одговарајући процес топлотне обраде у складу са специфичном ситуацијом како бисмо побољшали перформансе, стабилност и поузданост материјала.