Značajke toplinske obrade legura titana
(1) Transformacija martenzita neće značajno promijeniti svojstva titanovih legura. Ovo se svojstvo razlikuje od martenzitne fazne transformacije čelika. Ojačanje titanovih legura toplinskom obradom može se oslanjati samo na razgradnju metastabilne faze (uključujući martenzitnu fazu) koja nastaje kaljenjem uslijed starenja. Štoviše, metoda toplinske obrade za čiste legure titana tipa A u osnovi je nemoguća. Učinkovita, odnosno toplinska obrada legura titana uglavnom se koristi za legure titana tipa +.
(2) Toplinskom obradom treba izbjegavati stvaranje ω faze. Formiranje ω faze učinit će leguru titana krhkom, a ispravan odabir procesa starenja (na primjer, korištenje više temperature starenja) može uzrokovati razgradnju ω faze.
(3) Teško je pročistiti zrna legure titana korištenjem ponovljenih promjena faza. Ovo se također razlikuje od čeličnih materijala. Većina čelika može koristiti ponovljene fazne transformacije austenita i perlita (ili ferita, cementita) za kontrolu nukleacije i rasta novih faza kako bi se postigla profinjenost zrna. U legurama titana nema takve pojave.
(4) Loša toplinska vodljivost. Loša toplinska vodljivost može dovesti do slabe kaljivosti legura titana, posebno + legura titana, velikog toplinskog naprezanja pri kaljenju, a dijelovi su skloni savijanju tijekom kaljenja. Zbog slabe toplinske vodljivosti, legure titana mogu lako uzrokovati pretjerani lokalni porast temperature kada se deformiraju, što omogućuje da lokalna temperatura prijeđe točku transformacije i formira strukturu Widmanstatten.
(5) Kemijski aktivan. Tijekom toplinske obrade legure titana lako reagiraju s kisikom i vodenom parom, stvarajući sloj bogat kisikom ili oksidnu ljusku određene dubine na površini izratka, što smanjuje učinkovitost legure. U isto vrijeme, legure titana lako apsorbiraju vodik tijekom toplinske obrade, uzrokujući vodikovu krtost.
(6) Postoji velika razlika u prijelaznim točkama. Čak i ako su sastojci isti, zbog različitih toplina taljenja, njihova transformacija
Temperature ponekad jako variraju.
(7) Pri zagrijavanju u faznom području zrna teže rastu. Grubljenje zrna može uzrokovati nagli pad plastičnosti legure, pa temperaturu i vrijeme zagrijavanja treba strogo kontrolirati, a toplinsku obradu u faznom području treba koristiti s oprezom.
Vrste toplinske obrade legura titana
Fazna promjena legure titana osnova je toplinske obrade legure titana. Kako bi se poboljšala izvedba legure titana, osim razumnog legiranja, mora se kombinirati s odgovarajućom toplinskom obradom. Postoji nekoliko metoda toplinske obrade legura titana. Najčešće korišteni uključuju tretman žarenjem, tretman starenjem, toplinsku obradu deformacijom i kemijsku toplinsku obradu.
1 Tretman žarenjem
Žarenje je prikladno za razne legure titana, te u konačnici poboljšava plastičnost legure, uklanja njezin stres i stabilizira strukturu. Oblici žarenja uključuju žarenje za ublažavanje naprezanja, rekristalizacijsko žarenje, dvostruko žarenje, izotermno žarenje i vakuumsko žarenje.
(1) Žarenje za ublažavanje naprezanja. Kako bi se eliminirao unutarnji napon nastao tijekom procesa lijevanja, hladnog deformiranja i zavarivanja, može se koristiti žarenje za ublažavanje naprezanja. Temperatura žarenja za ublažavanje naprezanja trebala bi biti niža od temperature rekristalizacije, općenito 450~650 stupnjeva. Potrebno vrijeme ovisi o veličini poprečnog presjeka izratka, povijesti obrade i potrebnom stupnju rasterećenja.
(2) Obično žarenje. Svrha je eliminirati osnovno naprezanje u poluproizvodima od legure titana i imati visoku čvrstoću i plastičnost koja zadovoljava tehničke zahtjeve. Temperatura žarenja općenito je jednaka ili malo niža od temperature početka rekristalizacije. Ovaj postupak žarenja općenito se koristi kada metalurški proizvodi napuštaju tvornicu, pa se može nazvati i tvorničkim žarenjem.
(3) Potpuno žarenje. Svrha je potpuno eliminirati otvrdnjavanje radom, stabilizirati strukturu i poboljšati plastičnost. Ovaj proces se uglavnom odvija rekristalizacijom, pa se naziva i rekristalizacijsko žarenje. Temperatura žarenja je poželjno između temperature rekristalizacije i temperature fazne transformacije. Ako se prekorači temperatura fazne transformacije, formirat će se Widmanstattenova struktura i svojstva legure će se pogoršati. Vrsta, temperatura i metoda hlađenja žarenja razlikuju se među različitim vrstama legura titana.
(4) Dvostruko žarenje. Za poboljšanje lomne žilavosti, plastičnosti i stabilne strukture legure potrebna su dva žarenja. Struktura legure nakon žarenja je jednoličnija i bliža ravnoteži. Kako bi se osigurala stabilnost strukture i svojstava titanovih legura otpornih na toplinu pri visokim temperaturama i dugotrajnom naprezanju, često se koristi ova vrsta žarenja. Dvostruko žarenje uključuje dvaput zagrijavanje i hlađenje legure zrakom. Temperatura zagrijavanja prvog visokotemperaturnog žarenja viša je od ili blizu krajnje temperature rekristalizacije, tako da se rekristalizacija može u potpunosti provesti bez značajnog rasta zrna, a može se kontrolirati volumni udio ap faze. Nakon zračnog hlađenja struktura nije dovoljno stabilna pa je potrebno drugo niskotemperaturno žarenje. Temperatura žarenja niža je od temperature rekristalizacije i održava se dugo kako bi se metastabilna faza dobivena visokotemperaturnim žarenjem potpuno razgradila.
(5) Izotermno žarenje. Izotermno žarenje osigurava najbolju plastičnost i toplinsku stabilnost. Ova vrsta žarenja prikladna je za dvofazne legure titana s većim udjelom stabilizirajućih elemenata. Izotermno žarenje usvaja postupnu metodu hlađenja, to jest, nakon zagrijavanja na temperaturu iznad temperature rekristalizacije i održavanja topline, odmah se prenosi u drugu peć s nižom temperaturom (općenito 600~650 stupnjeva) radi očuvanja topline, a zatim se hladi zrakom do sobna temperatura.
2 Tretman kaljenja
Kaljenje starenja glavna je metoda toplinske obrade i ojačavanja titanovih legura. Koristi faznu promjenu kako bi proizveo učinak jačanja, pa se naziva i toplinska obrada jačanja. Učinak ojačanja toplinske obrade legure titana ovisi o prirodi, koncentraciji i specifikacijama toplinske obrade elemenata legure, jer ti čimbenici utječu na vrstu, sastav, količinu i raspodjelu metastabilne faze dobivene kaljenjem legure, kao i prirodu istaložene faze tijekom razgradnje metastabilne faze. Struktura, stupanj disperzije itd., koji su povezani sa sastavom legure, specifikacijama procesa toplinske obrade i izvornom strukturom.
Za legure određenog sastava učinak starenja ovisi o odabranom postupku toplinske obrade. Što je viša temperatura kaljenja, to je očitiji učinak jačanja starenja. Međutim, kaljenje iznad temperature transformacije uzrokovat će lomljivost zbog pretjerano grubih zrna. Za dvofazne legure titana s nižom koncentracijom, kaljenje na višoj temperaturi može se koristiti za dobivanje više martenzita, dok se za dvofazne legure titana s višom koncentracijom može koristiti kaljenje na nižoj temperaturi za dobivanje više metastabilne faze. , kako bi se postigao maksimalan vremenski učinkovit učinak jačanja. Metoda hlađenja općenito je hlađenje vodom ili hlađenje uljem, a proces kaljenja mora biti brz kako bi se spriječilo raspadanje faze tijekom procesa prijenosa i smanjio učinak jačanja starenjem. Odabir temperature i vremena starenja trebao bi se temeljiti na najboljoj sveobuhvatnoj učinkovitosti. Općenito, temperatura starenja + legure titana je 500~600 stupnjeva, a vrijeme starenja je 4~12h; dok je temperatura starenja legure titana 450 ~ 550 stupnjeva. , vrijeme 8~24h, način hlađenja je hlađenje zrakom.
