การวิเคราะห์เทคโนโลยีการแปรรูปโลหะไทเทเนียม

เนื่องจากเป็นวัสดุโลหะประสิทธิภาพสูง-ไทเทเนียม จัดแสดงทั้งความพิเศษและความซับซ้อนในคุณสมบัติทางเทคโนโลยี
 

ความเป็นพลาสติก: ที่อุณหภูมิห้อง ไทเทเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสมไทเทเนียมจะมีความเป็นพลาสติกต่ำ โดยมีการยืดตัวและลดลงของพื้นที่ต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-และอลูมิเนียมบริสุทธิ์มาก มันแตกหักง่าย ภายในช่วงอุณหภูมิสูง-ที่เฉพาะเจาะจง ความเป็นพลาสติกได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ทำให้สามารถทนต่อการเสียรูปขนาดใหญ่ได้ การประมวลผลด้วยแรงดันไทเทเนียมส่วนใหญ่ดำเนินการในสภาวะร้อน และควรหลีกเลี่ยงการประมวลผลใน "โซนบลูเปราะ" ที่ 200-500 องศา มิฉะนั้น อาจเกิดการแข็งตัวของงานและรอยแตกร้าวได้

ความต้านทานการเสียรูป: ไทเทเนียมมีความแข็งแรงสูง และความต้านทานการเสียรูปที่อุณหภูมิสูงยังคงสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนและอลูมิเนียมอัลลอยด์ต่ำ- การประมวลผลต้องใช้กำลังของอุปกรณ์ขนาดใหญ่และทำให้แม่พิมพ์สึกหรออย่างรุนแรง ซึ่งมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิการประมวลผลและความเร็วในการเปลี่ยนรูป: อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสามารถลดความต้านทานการเสียรูปได้อย่างมาก แต่ต้องควบคุมให้ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส การเสียรูปด้วยความเร็วต่ำ-เอื้อต่อการไหลของพลาสติกของไททาเนียมมากกว่า และลดความเสี่ยงที่จะเกิดการแตกร้าว

ความสามารถในการลืมเลือน: ควรใช้วิธีการ "เปลี่ยนรูปเล็กน้อย ผ่านหลายครั้ง" เพื่อหลีกเลี่ยงรอยแตกภายในที่เกิดจากการเสียรูปครั้งใหญ่-เพียงครั้งเดียว หลังจากการตีขึ้นรูป จำเป็นต้องทำความเย็นอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันการสลายตัว - เฟสที่ไม่สม่ำเสมอ เหมาะสำหรับกระบวนการต่างๆ เช่น การกวน การวาด และการเจาะ การตีขึ้นรูปมีโครงสร้างภายในที่หนาแน่นและคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนโครงสร้างในสาขาการบินและอวกาศ

ความสามารถในการหมุนได้: ไทเทเนียมมีความสามารถในการหมุนได้ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง โดยมีอุณหภูมิการหมุนใกล้เคียงกับอุณหภูมิการตีขึ้นรูป จำเป็นต้องมีอุปกรณ์รีดร้อนต่อเนื่องร่วมกับการป้องกันก๊าซเฉื่อย ไทเทเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสมไทเทเนียมอัลลอยด์ต่ำ- (Gr1, Gr2, Gr5) มีความสามารถในการม้วนได้ดี และสามารถนำมาใช้ในการผลิตแผ่น ส่วน ท่อ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

ความสามารถในการอัดขึ้นรูป: ความสามารถในการอัดขึ้นรูปของไทเทเนียมขึ้นอยู่กับ "การป้องกันอุณหภูมิสูง + สุญญากาศ/ก๊าซเฉื่อย" ไทเทเนียมบริสุทธิ์ที่มีความเป็นพลาสติกที่ดีและโลหะผสมไทเทเนียมชนิด + Gr5 เหมาะสำหรับกระบวนการอัดขึ้นรูป และสามารถสร้างโปรไฟล์ที่มีหน้าตัดที่ซับซ้อน-ได้ (เช่น โปรไฟล์ใบพัดเครื่องยนต์แอโร-) กระบวนการอัดรีดร้อนใช้สำหรับการอัดขึ้นรูป: อุณหภูมิอุ่นแม่พิมพ์อยู่ที่ประมาณ 400-600 องศา ความเร็วในการอัดขึ้นรูปช้า และการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจะดำเนินการหลังจากการอัดขึ้นรูปเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำของมิติและโครงสร้างที่สม่ำเสมอของส่วนต่างๆ

III. ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการเชื่อม
ความสามารถในการเชื่อม: ในแง่กว้าง ไทเทเนียมมีสมรรถนะของรอยเชื่อมที่ดี แต่จำเป็นต้องแยกออกจากอากาศอย่างเข้มงวด ในแง่แคบ ไทเทเนียมมีความไวต่อการแตกร้าวจากการเชื่อมต่ำ แต่โลหะผสมไทเทเนียมสูง-มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวเย็น ในระหว่างกระบวนการเชื่อม บ่อหลอมเหลวและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-มีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและไนโตรเจนเพื่อสร้าง Ti₂O₃ และ TiN ที่เปราะและแข็ง เพื่อลดความเหนียวของรอยเชื่อม การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วมีแนวโน้มที่จะสร้างโครงสร้างมาร์เทนไซต์ ซึ่งจะเพิ่มความแข็งและความเสี่ยงต่อการแตกร้าวของข้อต่อ

ความสามารถในการขึ้นรูปของรอยเชื่อม: ไททาเนียมหลอมเหลวมีความลื่นไหลต่ำ และการเกิดรอยเชื่อมมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหา เช่น ความกว้างไม่เท่ากัน การเสริมแรงมากเกินไป และพื้นผิวที่ขรุขระ พารามิเตอร์การเชื่อมควรได้รับการปรับให้เหมาะสมร่วมกับการป้องกันอาร์กอนเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมจะมีความสม่ำเสมอและราบรื่น วิธีการเชื่อมทั่วไป ได้แก่ การเชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อยทังสเตน (TIG) และการเชื่อมอาร์กพลาสมา วัสดุเชื่อมควรใช้ลวดเชื่อมโลหะผสมไททาเนียมที่ตรงกับส่วนประกอบของโลหะฐานเพื่อหลีกเลี่ยงการแยกองค์ประกอบ
ความไวต่อการแตกร้าวของรอยเชื่อม: ไททาเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสมไททาเนียมชนิด - มีความไวต่อการแตกร้าวจากการเชื่อมต่ำมาก โดยมีความเสี่ยงหลักที่จะเกิดรอยแตกร้าวที่ร้อน โลหะผสมไทเทเนียมประเภท + และ - ประเภทมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวเนื่องจากความเย็น มาตรการควบคุมประกอบด้วย: การทำความสะอาดโลหะฐานและพื้นผิวลวดเชื่อมอย่างเข้มงวดก่อนการเชื่อม อุ่นเครื่องก่อนการเชื่อม การระบายความร้อนช้าหลังการเชื่อม และการหลอมบรรเทาความเครียดเพื่อลดความเครียดและความแข็งของข้อต่อ

แนวโน้มการแข็งตัวของรอยเชื่อม-: เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างและการเสริมความแข็งแรงให้กับสารละลายที่เป็นของแข็ง รอยเชื่อมของโลหะผสมไททาเนียมจึงมีแนวโน้มชัดเจนหลัง-แนวโน้มการชุบแข็งของรอยเชื่อม โดยทั่วไปจะมีความแข็งสูงกว่าโลหะฐานถึง 10%-30% เพื่อทำให้การประมวลผลการตัดในภายหลังทำได้ยากขึ้น เราต้องการการรักษาความร้อนหลังการเชื่อม-เพื่อปรับปรุงโครงสร้างข้อต่อ ลดความแข็ง และเพิ่มความเหนียวและประสิทธิภาพในการประมวลผล การตรวจจับข้อบกพร่องหลังการเชื่อมสามารถตรวจจับข้อบกพร่องภายใน เช่น รูพรุนและรอยแตกสำหรับชิ้นส่วนการเชื่อมที่มีความต้องการสูง