TA1 titano strypų struktūriniai pokyčiai karštojo ekstruzijos apdorojimo metu

Išvaizda TA1 titano strypai labai panašūs į plieną, jų tankis yra 4,51 g/cm3, plieno sudaro mažiau nei 60% ir yra mažiausio tankio metalo elementas ugniai atspariuose metaluose. Mechaninės titano savybės, paprastai žinomos kaip mechaninės savybės ir grynumas, yra labai svarbios. Didelio grynumo titanas turi puikų apdirbamumą, pailgėjimas, pjūvio susitraukimas yra geras, tačiau mažas stiprumas, netinka konstrukcinėms medžiagoms. Pramoniniame gryname titane yra nedidelis kiekis priemaišų, pasižymintis dideliu stiprumu ir plastiškumu, tinkamas konstrukcinių medžiagų gamybai. Titano ir titano lydinio ruošinių šilumos laidumas yra mažas, karšto ekstruzijos metu paviršinis sluoksnis, o vidinis sluoksnis sukuria didelį temperatūros skirtumą, kai ekstruzijos cilindro temperatūra yra 400 laipsnių, temperatūros skirtumas gali siekti 200–250 laipsnių. Siurbimo stiprinimo ir ruošinio sekcijoje yra didelis temperatūrų skirtumas, veikiant ruošinio paviršiui ir metalo centrui, kad susidarytų labai skirtingos stiprumo ir plastinės savybės, o ekstruzijos procese sukels labai nevienodą paviršiaus sluoksnio deformaciją. didelių papildomų tempimo įtempių, kurie gali tapti gaminio paviršiaus ekstruzija, kad susidarytų įtrūkimai ir įtrūkimai dėl pagrindinės priežasties. Titano ir titano lydinių gaminių karšto ekstruzijos procesas nei aliuminio lydinių, vario lydinių ir net plieno ekstruzijos procesas yra sudėtingesnis, tai lemia titano ir titano lydinio ypatingos fizinės ir cheminės savybės.

Iki šiol titano strypų ekstruzijos procese turi būti naudojami tepalai. Pagrindinė priežastis yra ta, kad titanas 980 laipsnių ir 1030 laipsnių temperatūroje, bus suformuotas su geležies arba nikelio lydinio štampavimo medžiaga, lydinčia eutektika, kad štampas stipriai nusidėvėtų. Naudojant grafito tepalus, gaminio paviršiuje gali susidaryti gilios išilginės įbrėžimų linijos, kurios yra titano strypų ir titano lydinio strypų prilipimo prie formos darbo pasekmė. Profilių išspaudimas stiklo tepalais sukelia naujo tipo defektų „dėmes“, ty įtrūkimus gaminio paviršiniame sluoksnyje. Įrodyta, kad „dėmės“ atsiranda dėl mažo titano ir titano lydinių šilumos laidumo, dėl ko smarkiai atšaldomas ruošinio paviršinis sluoksnis ir smarkiai sumažėja plastiškumas.

Titano lydiniai yra mažo stiprumo, didelio plastiškumo, vidutinio stiprumo ir didelio stiprumo, 200 (mažo stiprumo) ~ 1300 (didelio stiprumo) MPa, tačiau apskritai titano lydiniai gali būti laikomi didelio stiprumo lydiniais. Jie turi didesnį stiprumą nei aliuminio lydiniai, kurie laikomi vidutinio stiprumo ir gali visiškai pakeisti tam tikras plieno rūšis stiprumo požiūriu. Palyginti su aliuminio lydiniais, kurie greitai praranda stiprumą aukštesnėje nei 150 laipsnių temperatūroje, kai kurie titano lydiniai išlaiko gerą stiprumą esant 600 laipsnių. Tankus metalinis titanas dėl lengvo svorio, didesnio stiprumo nei aliuminio lydiniai, gali būti palaikomas aukštoje temperatūroje nei aliuminis, kad būtų užtikrintas didelis stiprumas, o aviacijos pramonė jam teikia didelę reikšmę. Atsižvelgiant į titano tankį plienui 57%, jo savitasis stiprumas (stiprumo / svorio santykis arba stiprumo / tankio santykis vadinamas specifiniu stipriu) yra didelis, atsparumas korozijai, oksidacijai, nuovargiui yra stiprus, titano lydiniai, 3/4 naudojami aviacijos ir erdvės reikmėms. struktūriniai lydiniai, kaip konstrukcinių medžiagų atstovas, 1/4 dažniausiai naudojami kaip korozijai atsparūs lydiniai. Titano lydinys turi didelį stiprumą ir mažą tankį, geras mechanines savybes, tvirtumą ir atsparumą korozijai yra labai geras. Be to, titano lydinio proceso našumas yra prastas, pjovimo ir apdorojimo sunkumai, terminio apdorojimo metu labai lengva sugerti priemaišas, tokias kaip vandenilis, deguonis, azotas ir anglis. Taip pat prastas atsparumas dilimui, gamybos procesas sudėtingas. Pramoninė titano gamyba buvo pradėta 1948 m. Aviacijos pramonės plėtros poreikius, kad titano pramonės vidutinis metinis augimo tempas būtų apie 8% plėtros. Šiuo metu pasaulyje metinė titano lydinio apdirbimo medžiagų gamyba siekia daugiau nei 40,{21}} tonų titano lydinio, beveik 30 rūšių. Plačiausiai naudojamas titano lydinys yra Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) ir pramoninis grynas titanas (TA1, TA2 ir TA3).