Analiza temperature valjanja na mikrostrukturu i svojstva titanskih otkovaka

Kvalitetaotkovci od titana izravno određuje njihovu pouzdanost usluge. Kao ključni procesni parametar u procesu vruće obrade, temperatura valjanja duboko utječe na konačna mehanička svojstva proizvoda reguliranjem ponašanja fazne transformacije i mikrostrukturne evolucije unutar otkovaka.

 

 

Kristalna struktura legura titana mijenja se s temperaturom, s kritičnom točkom /fazne transformacije (885~900 stupnjeva za komercijalno čisti titan i 980~1010 stupnjeva za Gr5 leguru). Na temelju toga, valjanje je podijeljeno u tri kategorije: fazna zona, + fazna zona i kritična zona, sa značajnim razlikama u mikrostrukturnom razvoju i svojstvima.

 

β Phase Zone Rolling (>točka fazne transformacije)

Gredica se sastoji od-centrirane kubične (BCC) faze, koja ima nisku otpornost na deformaciju i dobru plastičnost, što je čini prikladnom za obradu velikih-deformacija. Ingoti mogu biti podvrgnuti 70% ~ 80% velikoj deformaciji kako bi se razbila gruba zrna i stvorila jednolika vlaknasta struktura. Međutim, igličasti martenzit je sklon stvaranju nakon hlađenja, što dovodi do neravnoteže između čvrstoće, plastičnosti i žilavosti, što zahtijeva kasniju optimizaciju toplinske obrade.

 

+ Rolling fazne zone (< Phase Transformation Point)

Ovo je interval valjanja jezgre za gotove otkivke, većinom kontroliran na 30~50 stupnjeva ispod točke fazne transformacije (npr. 950~800 stupnjeva za Gr5 kovanje). Materijal se sastoji od dvostruke faze heksagonalne blisko-pakirane (HCP) faze i BCC faze. Deformacija je popraćena fragmentacijom zrna i faznim usitnjavanjem/sferoidizacijom, što omogućuje stvaranje idealne strukture jednakoosovinske faze + lamelarne -transformirane faze, što uravnotežuje čvrstoću i plastičnost.

 

Valjanje kritične zone (blizu točke transformacije faze)

Struktura je mješovita i neujednačena, što rezultira-sklonošću-fluktuacijama svojstava kovanja. Ne preporučuje se bez posebnih zahtjeva.

 

 

 

 

Valjanje fazne zone

Igličasti martenzit nastaje nakon hlađenja, što rezultira visokom čvrstoćom, ali niskom plastičnošću i žilavošću. Nedovoljna deformacija nastoji zadržati izvorne granice zrna i stvoriti kontinuiranu fazu granica zrna, smanjujući žilavost, uzrokujući koncentraciju naprezanja i utječući na sigurnost rada.

 

+ Kotrljanje fazne zone

Ovo je optimalan izbor za ravnotežu čvrstoće i plastičnosti. Razumna kontrola temperature može pročistiti zrna i optimizirati fazni sastav radi poboljšanja svojstava.

 

Uniformnost svojstva

Otkivci velike-veličine skloni su razlikama u strukturi/svojstvima površinske-jezgre zbog gradijenata temperature. Optimiziranje temperaturnih sustava (npr. više-valjanje) može ovo poboljšati.

 

 

-Tipske i bliske- -titanijske legure

Slom ingota zahtijeva relativno visoku temperaturu fazne zone (1180~900 stupnjeva) kako bi se smanjila otpornost na deformaciju i poboljšala produktivnost. Predoblikovanje i kovanje u kalupu treba svesti na zonu + faze kako bi se osigurala dobra mikrostrukturna svojstva. Ove legure su vrlo osjetljive na temperaturu valjanja; pretjerano visoke temperature lako dovode do rasta zrna, dok pretjerano niske temperature povećavaju otpornost na deformaciju i sklonost pucanju.

 

+ -Tip legure titana (npr. Gr5)

Kao najrašireniji tip, imaju širok raspon temperature valjanja, ali gotovi otkivci moraju biti strogo kontrolirani u zoni + faze. Uzimajući Gr5 kao primjer, temperatura sloma ingota je 1200~850 stupnjeva (fazna zona), temperatura prethodnog oblikovanja je 1000~800 stupnjeva (+fazna zona blizu točke fazne transformacije), a temperatura kovanja je 950~800 stupnjeva (tipična +fazna zona). Kroz više{12}}kontrolu temperature, učinkovitost obrade i izvedba proizvoda su uravnoteženi.

 

Titanijske legure bliskog- -tipa

Ove legure imaju nisku temperaturu fazne transformacije i mogu se valjati u širokom temperaturnom rasponu, ali se moraju izbjegavati pretjerano visoke temperature koje uzrokuju pretjerani rast zrna. Obično se valjaju u zoni + faze kako bi se dobila struktura koja uravnotežuje čvrstoću i žilavost.

 

 

Točna lokalizacija temperature fazne transformacije

Odredite faznu točku transformacije specifičnih legura pomoću eksperimenata toplinske ekspanzije ili metalografske analize kako biste podijelili faznu zonu i +faznu zonu, izbjegavajući mikrostrukturne nedostatke uzrokovane pogrešnom procjenom intervala.

 

Po potrebi odaberite intervale kotrljanja

Dajte prioritet velikom{0}}deformacijskom valjanju u faznoj zoni za slom ingota kako biste poboljšali izvornu strukturu i dajte prioritet zoni + faze za gotove otkovke kako biste uravnotežili čvrstoću i plastičnost. Za otkivke koji zahtijevaju visoku žilavost, temperatura valjanja u zoni + faze može se prikladno smanjiti za pročišćavanje zrna.

 

Optimizirajte kontrolu gradijenta temperature

Primijenite "nisko{0}}brzo valjanje" ili "-višeprolazno valjanje" za otkivke velike-veličine kako biste smanjili površinsku-razliku temperature jezgre i poboljšali ujednačenost svojstava.

 

Sinergizirajte s naknadnom toplinskom obradom

Žariti nakon valjanja fazne zone kako bi se poboljšala igličasta struktura i izvršiti starenje otopine nakon + faznog valjanja zone kako bi se dodatno poboljšala čvrstoća.