Analiza temperatury walcowania mikrostruktury i właściwości odkuwek tytanowych

Jakośćodkuwki tytanowe bezpośrednio decyduje o niezawodności ich działania. Jako podstawowy parametr procesu w procesie obróbki na gorąco, temperatura walcowania ma głęboki wpływ na końcowe właściwości mechaniczne produktów, regulując zachowanie przemian fazowych i ewolucję mikrostruktury wewnątrz odkuwek.

 

 

Struktura krystaliczna stopów tytanu zmienia się wraz z temperaturą, z punktem krytycznym przemiany fazowej (885 ~ 900 stopni dla handlowo czystego tytanu i 980 ~ 1010 stopni dla stopu Gr5). Na tej podstawie walcowanie dzieli się na trzy kategorie: strefę fazową, strefę + fazową i strefę krytyczną, ze znacznymi różnicami w ewolucji mikrostruktury i właściwościach.

 

1. β Phase Zone Rolling (>Punkt przemiany fazowej)

Kęs składa się z fazy-centrowanej sześciennie (BCC), charakteryzującej się niską odpornością na odkształcenia i dobrą plastycznością, dzięki czemu nadaje się do obróbki-dużych odkształceń. Wlewki mogą ulegać dużemu odkształceniu o 70% ~ 80%, aby rozbić grube ziarna i utworzyć jednolitą strukturę włóknistą. Jednakże martenzyt igiełkowy jest podatny na tworzenie się po ochłodzeniu, co prowadzi do braku równowagi pomiędzy wytrzymałością, plastycznością i wytrzymałością, co wymaga późniejszej optymalizacji obróbki cieplnej.

 

2. + Przewijanie strefy fazowej (< Phase Transformation Point)

Jest to okres walcowania rdzenia dla gotowych odkuwek, najczęściej kontrolowany przy 30~50 stopniach poniżej punktu przemiany fazowej (np. 950~800 stopni dla kucia matrycowego Gr5). Materiał składa się z podwójnej fazy heksagonalnej fazy-zamkniętej (HCP) i fazy BCC. Deformacji towarzyszy fragmentacja ziaren i rozdrobnienie fazowe/sferoidyzacja, umożliwiające utworzenie idealnej struktury fazy równoosiowej + fazy lamelarnej -transformowanej, co równoważy wytrzymałość i plastyczność.

 

3. Przetaczanie się strefy krytycznej (bliski punkt przemiany fazowej)

Struktura jest mieszana i nierówna, co powoduje-podatność-zmienności właściwości kucia. Nie jest to zalecane bez specjalnych wymagań.

 

 

 

 

1. Toczenie strefy fazowej

Po ochłodzeniu tworzy się martenzyt igiełkowy, co zapewnia wysoką wytrzymałość, ale niską plastyczność i wytrzymałość. Niewystarczające odkształcenie ma tendencję do zachowywania pierwotnych granic ziaren i generowania ciągłej fazy granicznej ziaren, zmniejszając ciągliwość, powodując koncentrację naprężeń i wpływając na bezpieczeństwo użytkowania.

 

2. + Przewijanie Strefy Fazowej

Jest to optymalny wybór, jeśli chodzi o zrównoważenie wytrzymałości i plastyczności. Rozsądna kontrola temperatury może udoskonalić ziarna i zoptymalizować skład fazowy w celu poprawy właściwości.

 

3. Jednolitość własności

Odkuwki o dużych-wymiarach są podatne na różnice w strukturze/właściwościach- powierzchni rdzenia ze względu na gradienty temperatury. Optymalizacja systemów temperaturowych (np. walcowanie-wieloprzebiegowe) może to poprawić.

 

 

1. -Typ i prawie- -typ stopów tytanu

Rozbicie wlewka wymaga stosunkowo wysokiej temperatury strefy fazowej (1180 ~ 900 stopni), aby zmniejszyć odporność na odkształcenia i poprawić produktywność. Aby zapewnić dobre właściwości mikrostrukturalne, formowanie wstępne i kucie matrycowe należy ograniczyć do strefy fazy +. Stopy te są bardzo wrażliwe na temperaturę walcowania; zbyt wysokie temperatury łatwo prowadzą do rozrostu ziaren, natomiast zbyt niskie temperatury zwiększają odporność na odkształcenia i skłonność do pękania.

 

2. + -Typ stopy tytanu (np. Gr5)

Jako najpowszechniej stosowany typ, posiadają szeroki zakres temperatur walcowania, jednak gotowe odkuwki muszą być ściśle kontrolowane w strefie fazy +. Biorąc za przykład Gr5, temperatura rozkładu wlewka wynosi 1200 ~ 850 stopni (strefa fazowa), temperatura wstępnego formowania wynosi 1000 ~ 800 stopni (+ strefa fazowa w pobliżu punktu przemiany fazowej), a temperatura kucia matrycowego wynosi 950 ~ 800 stopni (typowa + strefa fazowa). Dzięki wieloetapowej-kontroli temperatury równoważona jest zarówno wydajność przetwarzania, jak i wydajność produktu.

 

3. Stopy prawie- -tytanu

Stopy te mają niską temperaturę przemiany fazowej i można je walcować w szerokim zakresie temperatur, należy jednak unikać zbyt wysokich temperatur, które powodują nadmierny rozrost ziaren. Zwykle walcuje się je w strefie fazy +, aby uzyskać strukturę równoważącą wytrzymałość i wytrzymałość.

 

 

1. Dokładna lokalizacja temperatury przemiany fazowej

Określ punkt przemiany fazowej określonych stopów poprzez eksperymenty rozszerzalności cieplnej lub analizę metalograficzną w celu podziału strefy fazowej i strefy +fazowej, unikając defektów mikrostrukturalnych spowodowanych błędną oceną odstępów.

 

2. W razie potrzeby wybierz opcję Kroczące interwały

Nadaj priorytet walcowaniu-z dużym odkształceniem w strefie fazowej w celu rozbicia wlewka w celu ulepszenia oryginalnej struktury, a priorytetowo nadaj strefie + faza w przypadku gotowych odkuwek, aby zrównoważyć wytrzymałość i plastyczność. W przypadku odkuwek wymagających dużej wytrzymałości, temperaturę walcowania w strefie + fazy można odpowiednio obniżyć w celu rozdrobnienia ziaren.

 

3. Zoptymalizuj kontrolę gradientu temperatury

W przypadku odkuwek o dużych-wymiarach należy zastosować „walcowanie szybkie w niskiej-temperaturze” lub „walcowanie-wieloprzejściowe”, aby zmniejszyć różnicę temperatur-powierzchniowego rdzenia i poprawić jednorodność właściwości.

 

4. Efekt synergii z późniejszą obróbką cieplną

Wyżarzanie po walcowaniu w strefie fazowej w celu udoskonalenia struktury igiełkowej i przeprowadzanie starzenia w roztworze po walcowaniu w strefie + fazowej w celu dalszej poprawy wytrzymałości.

 

Ruihang to profesjonalny producent wyrobów z tytanu i stopów tytanu, dostarczający-wysokiej jakości odkuwki ze stopów tytanu. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z nami poprzez e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com