Newidiadau strwythurol mewn gwiail titaniwm TA1 yn ystod prosesu allwthio poeth

Mae ymddangosiad gwiail titaniwm TA1 yn debyg iawn i ddur, gyda dwysedd o 4.51 g/cm3, llai na 60% o ddur, a dyma'r elfen fetel dwysedd isaf mewn metelau anhydrin. Mae priodweddau mecanyddol titaniwm, a elwir yn gyffredin fel eiddo mecanyddol a phurdeb yn berthnasol iawn. Mae titaniwm purdeb uchel wedi machinability rhagorol, elongation, crebachu adran yn dda, ond cryfder isel, ddim yn addas ar gyfer deunyddiau strwythurol. Mae titaniwm pur diwydiannol yn cynnwys swm cymedrol o amhureddau, gyda chryfder uchel a phlastigrwydd, sy'n addas ar gyfer cynhyrchu deunyddiau strwythurol. Mae dargludedd thermol biled aloi titaniwm a thitaniwm yn isel, yn yr allwthio poeth bydd yn gwneud yr haen wyneb ac mae'r haen fewnol yn cynhyrchu gwahaniaeth tymheredd mawr, pan fydd tymheredd y silindr allwthio yn 400 gradd, gall y gwahaniaeth tymheredd gyrraedd 200 ~ 250 gradd. Yn yr adran cryfhau sugno a biled mae gwahaniaeth tymheredd mawr o dan ddylanwad ar y cyd yr arwyneb biled a chanol y metel i gynhyrchu priodweddau cryfder a phlastig gwahanol iawn, yn y broses allwthio bydd yn achosi anffurfiad anwastad iawn, yn yr haen wyneb o'r straen tynnol ychwanegol mawr, i ddod yn allwthio wyneb y cynnyrch i ffurfio craciau a chraciau yn y gwraidd achos. Mae titaniwm a chynhyrchion aloi titaniwm broses allwthio poeth na aloion alwminiwm, aloion copr, a hyd yn oed broses allwthio dur yn fwy cymhleth, mae hyn gan y titaniwm ac aloi titaniwm priodweddau ffisegol a chemegol arbennig y penderfyniad.

Hyd yn hyn, rhaid i'r broses allwthio o wialen titaniwm ddefnyddio ireidiau. Y prif reswm yw: titaniwm ar 980 gradd a 1030 gradd tymheredd, yn cael ei ffurfio gyda haearn sy'n seiliedig neu nicel-seiliedig aloi yn marw deunydd eutectic fusible, fel bod y marw traul cryf. Wrth ddefnyddio ireidiau graffit, gellir ffurfio llinellau crafu hydredol dwfn ar wyneb y cynnyrch, sy'n ganlyniad i wialen titaniwm a gwiail aloi titaniwm yn glynu wrth y gwaith ar y mowld. Mae allwthio proffiliau gydag ireidiau gwydr yn arwain at fath newydd o "nodau pig" diffyg, hy craciau yn haen wyneb y cynnyrch. Dangoswyd bod "nodau pig" yn ymddangos oherwydd dargludedd thermol isel aloion titaniwm a thitaniwm, sy'n arwain at oeri sydyn yn haen wyneb y biled a gostyngiad sydyn mewn plastigrwydd.

Mae gan aloion titaniwm blastigrwydd uchel cryfder isel, cryfder canolig a chryfder uchel, ar gyfer 200 (cryfder isel) ~ 1300 (cryfder uchel) MPa, ond ar y cyfan, gellir ystyried aloion titaniwm fel aloion cryfder uchel. Mae ganddynt gryfder uwch na aloion alwminiwm, a ystyrir yn gryfder canolig, a gallant ddisodli rhai mathau o ddur yn llwyr o ran cryfder. O'i gymharu ag aloion alwminiwm, sy'n colli cryfder yn gyflym ar dymheredd uwch na 150 gradd, mae rhai aloion titaniwm yn cynnal cryfder da ar 600 gradd. Gellir cynnal titaniwm metel trwchus oherwydd pwysau ysgafn, cryfder uwch nag aloion alwminiwm, ar dymheredd uchel nag alwminiwm ar gyfer cryfder uchel a chan y diwydiant hedfan yn rhoi pwys mawr ar. O ystyried dwysedd titaniwm ar gyfer dur 57%, gelwir ei gryfder penodol (cymhareb cryfder / pwysau neu gymhareb cryfder / dwysedd cryfder penodol) uchel, cyrydiad, ocsidiad, ymwrthedd blinder yn gryf, aloion titaniwm, 3 / 4 a ddefnyddir ar gyfer awyrofod aloion strwythurol fel cynrychiolydd o'r deunyddiau strwythurol, defnyddir 1/4 yn bennaf fel aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad. Mae gan aloi titaniwm gryfder uchel a dwysedd bach, mae priodweddau mecanyddol da, caledwch a gwrthiant cyrydiad yn dda iawn. Yn ogystal, mae perfformiad proses aloi titaniwm yn wael, anawsterau torri a phrosesu, yn y prosesu thermol, yn hawdd iawn i amsugno amhureddau megis hydrogen, ocsigen, nitrogen a charbon. Mae ymwrthedd crafiadau gwael hefyd, mae'r broses gynhyrchu yn gymhleth. Dechreuwyd cynhyrchu diwydiannu o ditaniwm ym 1948. Mae anghenion datblygiad y diwydiant hedfan, fel bod y diwydiant titaniwm i gyfradd twf blynyddol cyfartalog o ddatblygiad tua 8%. Ar hyn o bryd, mae allbwn blynyddol y byd o ddeunyddiau prosesu aloi titaniwm wedi cyrraedd mwy na 40,000 tunnell o radd aloi titaniwm bron i 30 math. Yr aloi titaniwm a ddefnyddir amlaf yw Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) a thitaniwm pur diwydiannol (TA1, TA2 a TA3).