A hengerlési hőmérséklet elemzése a titán kovácsolt anyagok mikroszerkezetéről és tulajdonságairól

A minőségetitán kovácsolás közvetlenül meghatározza szolgáltatásuk megbízhatóságát. A melegmegmunkálási folyamat alapvető folyamatparamétereként a hengerlési hőmérséklet mélyen befolyásolja a termékek végső mechanikai tulajdonságait azáltal, hogy szabályozza a fázistranszformációs viselkedést és a kovácsoltságon belüli mikroszerkezeti evolúciót.

 

 

A titánötvözetek kristályszerkezete a hőmérséklettel változik, a / fázis átalakulás kritikus pontjával (885-900 fok a kereskedelmi tisztaságú titán és 980-1010 fok Gr5 ötvözet esetén). Ez alapján a hengerlés három kategóriába sorolható: fáziszóna, + fáziszóna és kritikus zóna, jelentős különbségekkel a mikroszerkezeti evolúcióban és tulajdonságokban.

 

β Phase Zone Rolling (>Fázis transzformációs pont)

A tuskó test{0}}központú köbös (BCC) fázisból áll, amely alacsony alakváltozási ellenállással és jó plaszticitással rendelkezik, így alkalmas nagy-deformációs feldolgozásra. A tömbök 70-80%-os nagy deformáción eshetnek át a durva szemcsék széttöréséhez és egységes rostos szerkezet kialakításához. A hűtést követően azonban a tű alakú martenzit hajlamos képződni, ami egyensúlyhiányhoz vezet a szilárdság, a plaszticitás és a szívósság között, ami utólagos hőkezelési optimalizálást igényel.

 

+ Phase Zone Rolling (< Phase Transformation Point)

Ez a maghengerlési intervallum a kész kovácsolt termékeknél, többnyire a fázisátalakulási pont alatt 30-50 fokkal szabályozva (pl. 950-800 fok Gr5 kovácsolás esetén). Az anyag kettős fázisból áll: hexagonálisan zárt{8}}csomagolt (HCP) és BCC fázisból. A deformációt szemcsedarabolódás és fázisfinomítás/szferoidizáció kíséri, ami lehetővé teszi egy ideális struktúra kialakítását az egyenlőtengelyű fázis + lamellás -transzformált fázis, amely egyensúlyban tartja az erőt és a plaszticitást.

 

Kritikus zóna gördülése (közeli fázisú átalakítási pont)

A szerkezet vegyes és egyenetlen, ami a kovácsolási tulajdonságok-ingadozására-hajlamos. Különleges követelmények nélkül nem ajánlott.

 

 

 

 

Phase Zone Rolling

A lehűlés után hegyes martenzit képződik, ami nagy szilárdságot, de alacsony plaszticitást és szívósságot eredményez. Az elégtelen deformáció megőrzi az eredeti szemcsehatárokat, és folyamatos szemcsehatár-fázist hoz létre, ami csökkenti a szívósságot, feszültségkoncentrációt okoz, és befolyásolja az üzembiztonságot.

 

+ Phase Zone Rolling

Ez az optimális választás az erő és a plaszticitás egyensúlyára. Az ésszerű hőmérséklet-szabályozás finomíthatja a szemcséket és optimalizálhatja a fázisösszetételt a tulajdonságok javítása érdekében.

 

Tulajdonság egységessége

A nagy-méretű kovácsolt termékek hajlamosak a felületi-magszerkezet/tulajdonságok eltéréseire a hőmérsékleti gradiensek miatt. A hőmérsékleti rendszerek optimalizálása (pl. több-menetes hengerlés) javíthatja ezt.

 

 

-Típus és közel{1}}titánötvözetek

A tuskó lebontásához viszonylag magas fáziszóna hőmérsékletre van szükség (1180-900 fok), hogy csökkentse a deformációval szembeni ellenállást és javítsa a termelékenységet. A jó mikroszerkezeti tulajdonságok biztosítása érdekében az előformázást és a kovácsolást a + fázis zónára kell csökkenteni. Ezek az ötvözetek nagyon érzékenyek a hengerlési hőmérsékletre; a túl magas hőmérséklet könnyen szemnövekedéshez vezet, míg a túl alacsony hőmérséklet növeli az alakváltozási ellenállást és hajlamos a repedésre.

 

+ -Típusú titánötvözetek (pl. Gr5)

A legelterjedtebb típusként széles hengerlési hőmérséklet-tartománnyal rendelkeznek, de a kész kovácsolást szigorúan ellenőrizni kell a + fáziszónában. Példaként a Gr5-öt figyelembe véve a tömb lebomlási hőmérséklete 1200-850 fok (fáziszóna), az előformázási hőmérséklet 1000-800 fok (+ fáziszóna a fázistranszformációs pont közelében), a szerszám kovácsolási hőmérséklete pedig 950-800 fok (tipikus + fáziszóna). A többlépcsős hőmérséklet-szabályozásnak köszönhetően a feldolgozási hatékonyság és a termékteljesítmény egyaránt egyensúlyban van.

 

Közel- -típusú titánötvözetek

Ezeknek az ötvözeteknek alacsony a fázisátalakulási hőmérséklete, és széles hőmérséklet-tartományban hengerelhetők, de kerülni kell a túl magas hőmérsékletet, amely túlzott szemcsenövekedést okoz. Általában a + fázis zónában hengerelnek, hogy a szerkezet kiegyensúlyozó szilárdságot és szívósságot kapjanak.

 

 

A fázistranszformációs hőmérséklet pontos lokalizálása

Határozza meg az egyes ötvözetek / fázis átalakulási pontját hőtágulási kísérletekkel vagy metallográfiai analízissel a fáziszóna és a + fáziszóna felosztása érdekében, elkerülve az intervallumok téves megítélése által okozott mikroszerkezeti hibákat.

 

Szükség szerint válassza ki a gördülő intervallumokat

Az eredeti szerkezet javítása érdekében előnyben részesítse a nagy-deformációs hengerlést a fáziszónában a bugák lebontásához, és a kész kovácsolt anyagoknál a + fáziszónát, hogy egyensúlyba kerüljön az erő és a plaszticitás. A nagy szívósságot igénylő kovácsolásoknál a + fáziszónában a hengerlési hőmérséklet megfelelően csökkenthető a szemcsék finomítása érdekében.

 

Optimalizálja a hőmérséklet gradiens szabályozását

Használja az "alacsony-hőmérsékletű gyorshengerlést" vagy a "több-menetes hengerlést" a nagy-méretű kovácsolt anyagokhoz, hogy csökkentse a felületi-maghőmérséklet-különbséget és javítsa a tulajdonságok egyenletességét.

 

Szinergizáljon a későbbi hőkezeléssel

Fáziszóna hengerlés után lágyítsa meg a hegyes szerkezet finomítása érdekében, és végezze el az oldat öregítését + fáziszóna hengerlés után az erő további javítása érdekében.