Titano lydinio kalimo defektai ir jų prevencija

Kalstant titano lydinį, dėl netinkamos proceso specifikacijos, žaliavų kokybės kontrolė nėra griežta ir dėl kitų priežasčių, kalimas gali turėti įvairių defektų. Dažni trūkumai yra šie:
1, β trapumas
β trapumas atsiranda dėl kaltinio perkaitimo. α ir (α + β) titano lydiniai, ypač (α + β) titano lydiniai, jei kalimo kaitinimo temperatūra yra per aukšta, viršijanti jos β pereinamojo laikotarpio temperatūrą, dėl to kalimas trumpas, grūdelių struktūra yra didelė, izometrinė ; α-fazių kritulių mikrostruktūra išilgai stambių pradinių β grūdelių grūdelių ribų ir intrakristalinis yra dryžuotas. Dėl to sumažėja kalimo plastiškumas kambario temperatūroje, šis reiškinys vadinamas β trapumu.
Titano lydinio kaltinių perkaitimo defektai negali būti pataisyti termiškai apdorojant, bet turi būti ištaisyti kaitinant iki žemesnės nei β pereinamosios temperatūros (jei kalimas leidžia) plastinei deformacijai.
Siekiant išvengti perkaitimo, titano lydinio šildymo, krosnies temperatūra turi būti griežtai kontroliuojama, negalima reguliariai nustatyti tinkamos krosnies kameros zonos temperatūros, racionalaus įkrovimo padėties išdėstymo ir įkrovimo kiekio. dažniausiai. Kai naudojamas varžinis šildymas, krosnies kamera turi būti nustatyta abiejose pertvaros pusėse, kad būtų išvengta perkaitimo, kurį sukelia ruošinys per arti silicio karbido strypo. Kiekvieno krosnies lydinio tikrosios β pereinamosios temperatūros nustatymas taip pat yra veiksminga priemonė, apsauganti nuo perkaitimo.

2, lokalizuotas šiurkštus kristalas
Kalimo plaktuku ar presavimo štampuose dėl prasto titano lydinių šilumos laidumo labai sumažėja ruošinio paviršiaus ir formos sąlyčio proceso temperatūra, kartu su ruošinio paviršiumi ir pelėsių trintimi tarp viršutinės ir apatinės formos, ruošinio vidurio. dalis ruošinio stipriai deformuojasi, paviršius deformuojasi mažo laipsnio, kad būtų išlaikyta organizacijos žaliava, susidaro naujas lokalizuotas šiurkštus kristalai.
Siekiant išvengti titano lydinio vietinių šiurkščiavilnių kristalų defektų, galima imtis šių priemonių: išankstinio kalimo proceso naudojimas, kad galutinis kalimo deformacijos vienodumas; sustiprinti tepimą, pagerinti trintį tarp ruošinio ir formos; visiškai pašildykite formą, kad sumažintumėte ruošinį kalimo procese, kad temperatūra nukristų.
3, įtrūkimas
Titano lydinio kalimo paviršiaus įtrūkimai daugiausia susidaro, kai galutinė kalimo temperatūra yra žemesnė nei visa titano lydinio rekristalizavimo temperatūra. Kalimo procese ruošinio ir formos sąlyčio laikas yra per ilgas, nes dėl prasto titano lydinio šilumos laidumo ruošinio paviršius lengvai atšaldomas žemiau leistinos galutinės kalimo temperatūros, o tai taip pat sukels paviršiaus įtrūkimus. kaltyje. Norint suvaldyti įtrūkimų atsiradimą, štampuojant ant preso galima naudoti stiklo tepalą, o kaliant ant plaktuko stenkitės sutrumpinti ruošinio ir apatinio štampo sąlyčio laiką.
4, liekamojo liejimo organizacija
Titano lydinio luitų kalimas, jei kalimo santykis nėra pakankamai didelis arba netinkami kalimo būdai, kaltiniai bus paliekami liejimo organizacijoje. Šio defekto sprendimas yra padidinti kalimo santykį ir pakartotinį suardymą.
5, šviesi juostelė
Vadinamasis titano lydinio kaltinis šviesioje juostoje yra žemai sulenktoje juostoje su skirtingu ryškumu, matomu plika akimi. Dėl apšvietimo kampo skirtumo ryški juostelė gali būti ryškesnė nei netauriojo metalo, taip pat gali būti tamsesnė nei netauriojo metalo. Pagal skerspjūvį jis yra taškų arba dribsnių pavidalo; išilginiu pjūviu tai yra ilga lygi juosta, kurios ilgis svyruoja nuo daugiau nei dešimties milimetrų iki kelių metrų. Yra dvi pagrindinės ryškių juostų priežastys: viena yra cheminė titano lydinio segregacijos sudėtis, o antra - kalimo proceso šiluminio poveikio deformacija.
Ryškios juostos turi tam tikrą poveikį titano lydinio veikimui, ypač plastiškumui ir aukštai temperatūrai. Priemonės, užkertančios kelią ryškių juostų atsiradimui, yra griežtai kontroliuoti segregacijos cheminės sudėties lydymą; teisingai parinktos kalimo šiluminės specifikacijos (kaitinimo temperatūra, deformacijos laipsnis, deformacijos greitis ir kt.), kad visur būtų išvengta kaltinių gabalų temperatūros dėl šiluminio skirtumo deformacijos.
6, α trapumas sluoksnis
α trapus sluoksnis daugiausia yra titano lydinys, esant aukštai temperatūrai, deguonis ir azotas per laisvą oksido sluoksnį į vidinę metalo difuziją, todėl paviršiaus metalo deguonies ir azoto kiekis padidėja, todėl padidėja α fazės skaičius paviršiaus organizavimas. Kai deguonies ir azoto kiekis paviršiaus metale pasiekia tam tikrą vertę, paviršiaus organizacija gali būti visiškai sudaryta iš α fazės. Tokiu būdu titano lydinio paviršius sudaro paviršinį sluoksnį, turintį daugiau α arba visiškai α fazę. Šis paviršiaus sluoksnis, sudarytas iš α fazės, paprastai vadinamas α trapumo sluoksniu. Per storas α trapumas sluoksnis ant titano lydinio ruošinio paviršiaus gali sukelti ruošinio įtrūkimą kalimo metu.
α trapumo sluoksnio storis yra glaudžiai susijęs su kalimui ar terminiam apdorojimui naudojamos kaitinimo krosnies tipu, krosnyje esančių dujų pobūdžiu, ruošinio ar dalies šildymo temperatūra ir laikymo trukme. Didėjant šildymo temperatūrai, laikymo laikas padidina storį; didėjant deguonies ir azoto kiekiui krosnies dujose ir tirštėjant. Todėl, kad šis sluoksnis nebūtų per storas, kalimas ar terminis apdorojimas turi būti tinkamai kontroliuojamas kaitinimo temperatūra, laikymo laikas ir krosnies dujų pobūdis ir kt.
α, β ir (α + β) titano lydiniai gali sudaryti α trapumo sluoksnį. Tačiau α titano lydiniai yra ypač jautrūs α trapumo sluoksnio susidarymui, o β titano lydiniai nesudarys α trapumo sluoksnio, kol nebus įkaitinti iki aukštesnės nei 980 °C temperatūros.

7, Vandenilio trapumas
Yra dviejų tipų vandenilio trapumas: tempimo laiko tipas ir hidrido tipas. Vandenilio atomai gardelės plyšyje įtempime, po tam tikro laiko difuzijos susikaupė iki tarpo įtempių koncentracijos. Dėl vandenilio atomų sąveikos ir dislokacijų taip, kad dislokacijos yra prispaustos, negali laisvai judėti, todėl matricos trapios reiškinys vadinamas deformacijos senėjimo tipo vandeniliniu trapumu. Aukšta temperatūra ištirpinama kietame vandenilio tirpale, kai temperatūra nukrenta hidrido kritulių pavidalu, o titano lydinys tampa trapus reiškinys, vadinamas hidrido tipo vandenilio trapumu. Titane ir titano lydiniuose gali atsirasti abiejų tipų vandenilio trapumas.
Vandenilio trapumo problemą sukelia per didelis vandenilio kiekis titano lydiniuose. Todėl vandenilio kiekis pramoniniuose titano lydiniuose turi būti kontroliuojamas per 0,015 %.
Siekiant išvengti arba sumažinti vandenilio trapumą, kalimo ar terminio apdorojimo metu krosnyje turi būti šiek tiek oksidacinė atmosfera, o titano lydiniams, kuriuose vandenilio kiekis viršija reglamentus, taip pat svarbioms titano lydinio dalims gali būti atliekamas vakuuminis atkaitinimas. .