Који су услови за гашење легура титанијума
Легуре титанијума се широко користе у ваздухопловству, медицинским уређајима и високим:- крајњим производњи због велике специфичне снаге, отпорности на корозију и биокомпатибилност. Међутим, њихови процеси топлоте су далеко сложенији од оних за традиционалне метале, посебно процес за гашење, који захтева прецизну контролу температуре, брзине хлађења и микроструктурном трансформацијом како би се постигло оптимално перформансе.
Температура гашења: "критична линија" за балансирање снаге и дуктилности
Температура гашења је кључни параметар који одређује микроструктурна и механичка својства легура титанијума. У зависности од типа легура (, или +), контрола температуре треба да следи различите принципе:
+ Легуре титанијума (нпр. ТЦ4):Температура гашења је обично постављена у горњој + фазни регион. На пример, температура за гашење за ТЦ4 легуру је 980-1010 степени. Овај температурни асортиман осигурава довољно распада фазе, задржавајући малу количину неразвојне фазе као фаза јачања. Ако температура пређе температуру трансформације (нпр., 980-1000 степени за ТЦ4), зрна ће се брзо сложити, што је резултирало смањењем жилавости након гашења. На пример, одређена ваздухопловна кова је доживела температуру за гашење преко одређене границе за 10 степени, узрокујући да величина зрна повећати од 25 μм до 80 μм и 30% смањење храњене жилавости.
- Легуре титанијума типа (као што је ТБ2):Морају се загрејати изнад јединствене фазне регије. На пример, температура за гашење за легуру ТБ2 је 800 - 850 степени. Граншење високог температуре производи једну метастеружну фазу, која пружа нацртне локације за накнадне падавине фазе током старења. Међутим, време задржавања мора бити строго контролирано како би се спречило прекомерно раст зрна.
- Тип титанијум легуре:Они се углавном не угуше јер је њихова жаротворена микроструктура већ веома стабилна, а гашење може лако изазвати мартензитну трансформацију, што доводи до крпеља.
Начин хлађења: Трка против времена за "фазну контролу трансформације"
Стопа хлађења директно утиче на пут трансформације фазе и преостале дистрибуције стреса у легурама титанијума. Одговарајући хладни медијум мора бити изабран на основу типа алуја и величине дела:
Вода и хлађење уља:Погодно за танко - зидане делове (дебљине мање или једнаке 25 мм) од - типа и + - типа титанијум легуре. Хлађење воде може постићи расхладне стопе од 1000 степени, брзо прелазе на → зону трансформације мартензите и спречавајући распадање фазе у грубу + структуру. На пример, након хлађења воде, соба - Температурна микроструктура ТЦ4 легура је "мартензит са малим количином преостале фазе и након старења, снага може достићи 1200 МПа.
Хлађење ваздуха и гаса:Користи се за стабилизацију дебелог делова - (дебљине> 50 мм) или - легуре типа. Стопе хлађења ваздуха од око 10-50 степени могу смањити топлотни стрес, али накнадни третман старења је потребно да би се опција величине зрна. На пример, микроструктуре легура ТБ2 након хлађења ваздуха је метастабилна фаза. Након старења на 550 степени током 8 сати, фаза наносцале таложи се, повећава снагу за 20%.
Покретање хлађења:За комплекс - обликовани делови, инспекциони процес који комбинује брзо хлађење у високом - температурној зони и споро хлађење у ниској - температурној зони. На пример, сечиво мотора на ваздухопловом је прва вода - охлађена до 600 степени, а затим се полако охладила у ваздушној пећи на собну температуру, спречавајући пуцање током одржавања једноличности микроструктуре.
Контрола микроструктуре: Трансформација из "нестабилне фазе" у "Отврђивање падавина"
Основна сврха гашења је добијање метастабилних фаза (попут "мартензите и метастибилне фазе) да би се обезбедила темељ за падавине - јачање фаза током старења. Контрола микроструктуре фокусирана је на следеће кључне тачке:
Оптимизација оригиналне микроструктуре:Пре гашења, прекристализација је потребно да се отклони учвршћивање радног очвршћивања и постизање једнакости или структуре кошара. На пример, након што се жарите у 750 степени 2 сата, оригинална величина зрна ТЦ4 легура се контролише на 10-15 уМ. Након гашења, ширина 'мантенситног лета је мања или једнака 0,5 μм, а величина фазе падавина је чак и ситнија након старења.
Избегавање ацикуларне структуре:Ако се оригинална микроструктура састоји од грубих, акуларних фаза на нивоима 7-9, Видманстаттен ће се вероватно формирати након гашења, што резултира смањењем пластике. На пример, издужење ковања опало је са 15% на 8% након гашења због лоше оригиналне микроструктуре.
Контрола садржаја водоника:Апсорпција водоника у легурама титанијум-а може проузроковати кршење водоника, који захтева вакуумско дехидрогеновање жарења (700-750 степени / 2Х) пре гашења. На пример, након лечења дехидрогенације, утицај Акустрија ТЦ4 легура са 0,2% садржајем водоника расте од 15 ј / цм² до 35 ј / цм².
Процесни табуи: Недодирљиве "црвене линије"
Избегавајте споро хлађење:Ако су легуре типа природно хлађене у ваздуху, фаза се распада у грубе + ламеле, што резултира недовољном снагом. На пример, након хлађења ваздуха ТБ2 легура на собну температуру, чврстоћа затезања је само 800 МПа, далеко нижа од 1100 МПа након хлађења воде.
Избегавајте поновљене гашење:Вишеструки угашење погоршава зрно зрна. На пример, након три гашења у ФЛ04, величина зрна повећава се од 25 μм до 120 μм, а жилавост прелома се смањује за 40%.
Спречите контаминацију оксидације:Грејање гашења мора се изводити под вакуумом или инертном заштитом гаса како би се спречило слојеве површинских оксида да утичу на накнадну обраду. На пример, део медицинског производа претрпио је одступања тврдоће површине до 50 ХВ због оксидације у пећи за грејање.
Сигурности од легура титанијума је интердисциплинарно поље на раскрсници науке о материјалима, термодинамици и инжењерској пракси. Његова језгра лежи у постизању равнотеже између снаге, пластичности и жилавости прецизне контроле температуре, стопе и микроструктуре. Помоћу нових технологија као што су 3Д - штампане легуре титанијум-а и функционално градијентни материјали, процеси за гашење се развијају од макроскопске контроле на микроструктурни дизајн.
