Топлинна обработка натитан и титанови сплавие ключов процес за контролиране на тяхната микроструктура и свойства. Тъй като титанът реагира лесно с кислород, азот и водород при високи температури и претърпява фазова трансформация (⇌, с температура на трансформация от приблизително 882 градуса), топлинната му обработка представлява различни предизвикателства.
Процеси на първична топлинна обработка:
1. Отгряване
Най-често използвани; цели: облекчаване на напрежението, омекотяване, микроструктурна стабилизация и подобрена пластичност.
1) Отгряване-за премахване на напрежението: 450–650 градуса, 1–4 часа, всички титанови сплави Елиминира остатъчните напрежения от машинна обработка/заваряване; не настъпва фазова трансформация
2) Рекристализация отгряване: 680–800 градуса (за + сплави под T); след студена обработка; за облекчаване на работното втвърдяване и възстановяване на пластичността
3) Двойно отгряване: етап на висока-температура + етап на ниска-температура (напр. Gr5: 950 градуса /2 часа въздушно охлаждане + 530 градуса /4 часа въздушно охлаждане); + сплав; Усъвършенства микроструктурата, подобрявайки устойчивостта на пълзене и якостта на счупване
4) Изотермично отгряване: След нагряване материалът бързо се охлажда до температура под T и се задържа там; + сплав ; за получаване на по-равномерна микроструктура и намаляване на вътрешните напрежения
5) отгряване (трансформация): над T (напр. Gr5: 1050 градуса), въздушно-охлаждане или пещ-охлаждане + сплав; произвежда Widmanstätten структура (модел на тъкане на кошница), подобрява якостта на счупване и намалява скоростта на разпространение на пукнатини от умора
2. Лечение с разтвор и стареене (STA)
Основният метод за укрепване, подходящ за + и метастабилни сплави.
Принцип: След високо{0}}температурно третиране с разтвор, сплавта се охлажда бързо (закаляване с вода/закаляване с масло), като -стабилизиращите елементи се улавят в пренаситени (мартензит) или метастабилни. По време на стареене се утаяват фини, равномерно разпределени фази или интерметални съединения.
3. Химическа топлинна обработка (повърхностно втвърдяване)
Дифузия на кислород: Повишава твърдостта на повърхността и устойчивостта на износване
Азотиране: Образува TiN втвърдяващ слой
Борна дифузия: Изключително висока твърдост, но висока крехкост
Йонно имплантиране: Подобрява устойчивостта на повърхностно износване и корозия
Химическата топлинна обработка на титан трябва да се извърши във вакуум или защитна атмосфера, за да се предотврати образуването на повърхностен слой от замърсяване (-слой за крехкост).
Ключови контролни фактори при топлинна обработка
1. Отоплителна атмосфера и предотвратяване на замърсяване
Титанът се държи като "химически звяр" при високи температури:
>400 градуса: Значително поглъщане на кислород, образувайки твърд и чуплив слой (Калъф/ -калъф)
>500 градуса: Значителна абсорбция на азот
>300 градуса: Абсорбция на водород, водеща до водородна крехкост
Мерки:
Вакуумна топлинна обработка (ниво на вакуум по-малко или равно на 10⁻³ Pa; за по-високи температури по-малко или равно на 10⁻4 Pa)
Защита от инертен газ (-аргон с висока чистота; осигурете точка на оросяване < -50 градуса)
Защита на покритие (напр. специализирани анти{2}}окислителни покрития като Brycoat)
Декапиране за премахване на -слоя от крехкост (HF + HNO₃ смесена киселина)
2. Контрол на температурата: Прецизен контрол на T
Температурата на обработка с разтвор за + сплави трябва да бъде под T (обикновено с 30–80 градуса по-ниска); в противен случай зърната ще растат бързо, образувайки груба Widmanstätten структура, което води до "крехкост".
T варира в зависимост от състава: приблизително 995 градуса за TC4 и 1000 градуса за TC11; трябва да се направят корекции въз основа на конкретен състав.
3. Скорост на охлаждане
Отгряване: Обикновено с въздушно-охлаждане или-охлаждане в пещ
Третиране с разтвор: Закаляване с вода (за предотвратяване на -фазово разлагане и постигане на свръхнаситена микроструктура)
Когато дебелината на напречното-сечение надвишава 25 mm, скоростта на охлаждане в сърцевината може да е недостатъчна; трябва да се има предвид втвърдяването при охлаждане
Имейл-: garychen3215@hotmail.com
Адрес: No.35, Baoti Rd, град Baoji, провинция Shaanxi, Китай
За контакт: г-н Гари Чен
Телефон: +86-917-8883215
Мобилно/WhatsApp: +86 13092900605
