Titano ir titano lydinių medžiagų charakteristikos ir savybės
Titanas ir titano lydiniai turi daug puikių savybių, kurios daugiausia atsispindi šiais aspektais:
1. Didelis stiprumas. Titano lydinys pasižymi dideliu stiprumu, jo atsparumas tempimui yra 686-1176MPa, o jo tankis sudaro tik apie 60 % plieno, todėl jo savitasis stipris yra labai didelis.
2. Didelis kietumas. Titano lydinio kietumas HRC (atkaitintos būsenos) yra 32-38.
3. Mažas tamprumo modulis. Titano lydinio tamprumo modulis (atkaitintos būsenos) yra 1,078 × 10-1,176 × 10 MPa, tai yra maždaug pusė plieno ir nerūdijančio plieno.
4. Puikus aukštos ir žemos temperatūros veikimas. Esant aukštai temperatūrai, titano lydiniai vis dar gali išlaikyti geras mechanines savybes, jų atsparumas karščiui yra daug didesnis nei aliuminio lydinių, o jų naudojimo temperatūrų diapazonas yra platus. Šiuo metu naujų karščiui atsparių titano lydinių darbinė temperatūra gali siekti 550-600 laipsnį; esant žemai temperatūrai, titano lydinių stiprumas yra geresnis, palyginti su normalia temperatūra, ir jie turi gerą kietumą. Žemos temperatūros titano lydiniai vis tiek gali išlaikyti gerą kietumą esant -253 laipsniui.
5. Titanas turi stiprų atsparumą korozijai. Esant žemesnei nei 550 laipsnių temperatūrai, ant titano paviršiaus greitai susidarys plona ir tanki oksido plėvelė. Todėl jo atsparumas korozijai oksiduojančiose terpėse, tokiose kaip atmosfera, jūros vanduo, azoto rūgštis ir sieros rūgštis, stiprūs šarmai, yra geresni nei daugumos nerūdijančio plieno.
Titano lydiniai turi didelį stiprumą ir kietumą, todėl apdirbimo įranga turi būti galinga, o formos ir pjovimo įrankiai turi būti didelio stiprumo ir kietumo. Pjovimo metu kontaktinis plotas tarp drožlės ir grėblio paviršiaus yra mažas, o įrankio antgalio įtempimas yra didelis. Palyginti su 45 plienu, nors titano lydinio pjovimo jėga yra tik 2/3-3/4, drožlės ir grėblio paviršiaus kontaktinis plotas yra mažesnis (tik 1/2-2/3 45 plieno). ), todėl įrankis pjauna Ašmenų įtempimas yra didelis, o įrankio antgalį arba pjovimo briauną lengva dėvėti; titano lydinys turi didelį trinties koeficientą ir mažą šilumos laidumą (atitinkamai tik 1/4 ir 1/16 geležies ir aliuminio); kontaktas tarp įrankio ir drožlės atsiranda dėl trumpo ilgio, pjovimo šiluma kaupsis mažame plote arti pjovimo briaunos ir nebus lengvai išsklaidyta. Dėl šių veiksnių titano lydinio pjovimo temperatūra yra labai aukšta, todėl įrankis greičiau susidėvi ir turi įtakos apdorojimo kokybei. Dėl mažo titano lydinio tamprumo modulio pjovimo metu ruošinys labai atšoka, todėl gali padidėti įrankio šonų susidėvėjimas ir ruošinio deformacija. Titano lydiniai yra labai chemiškai aktyvūs aukštoje temperatūroje ir lengvai reaguoja su ore esančiomis dujinėmis priemaišomis, tokiomis kaip vandenilis ir deguonis. Dėl cheminės reakcijos susidaro sukietėjęs sluoksnis, dar labiau padidinantis įrankio susidėvėjimą; Pjaunant titano lydinį, ruošinio medžiaga lengvai priklijuojama prie įrankio paviršiaus, o kartu su aukšta pjovimo temperatūra įrankis yra linkęs į difuzinį ir klijų susidėvėjimą.
Titano lydiniai pasižymi aktyviomis cheminėmis savybėmis ir yra lengvai suderinami su abrazyvais ir prie jų prilimpa esant aukštai temperatūrai, užkemša šlifavimo diską, todėl padidėja šlifavimo diskas, sumažėja šlifavimo našumas ir sunku užtikrinti šlifavimo tikslumą. Dėl šlifavimo disko susidėvėjimo taip pat padidėja šlifavimo disko ir ruošinio sąlyčio plotas, dėl to pablogėja šilumos išsklaidymo sąlygos ir smarkiai pakyla temperatūra šlifavimo srityje, todėl šlifavimo paviršiuje susidaro didelis šiluminis įtempis, sukeliantis vietinius nudegimus. ant ruošinio ir sukelia šlifavimo įtrūkimus. Titano lydinys pasižymi dideliu stiprumu ir kietumu, todėl šlifavimo drožles sunku atskirti šlifavimo metu, padidina šlifavimo jėgą ir atitinkamai padidina šlifavimo energijos sąnaudas. Titano lydinys turi mažą šilumos laidumą ir mažą specifinę šilumą. Šilumos laidumas šlifavimo metu yra lėtas, todėl šlifavimo lanko zonoje kaupiasi šiluma, todėl šlifavimo zonos temperatūra smarkiai pakyla. ,
Ekstruduojant titaną ir titano lydinius, reikalinga aukšta ekstruzijos temperatūra ir greitas ekstruzijos greitis, kad temperatūra nenukristų per greitai. Tuo pačiu metu kontakto laikas tarp aukštos temperatūros ruošinio ir formos turėtų būti kiek įmanoma sutrumpintas. Todėl ekstruzijos štampuose turėtų būti naudojamos naujos karščiui atsparios štampavimo medžiagos, o ruošinio transportavimo iš kaitinimo krosnies į ekstruzijos statinę greitis taip pat turėtų būti greitas. Kadangi metalas kaitinimo ir ekstruzijos metu lengvai užteršiamas dujomis, reikia imtis atitinkamų apsaugos priemonių. Ekstruzijos metu reikia pasirinkti tinkamus tepalus, kad būtų išvengta sukibimo su forma, pvz., apvalkalo ekstruzija ir stiklo sutepta ekstruzija. Dėl didelio titano ir titano lydinio deformacijos šiluminio poveikio ir prasto šilumos laidumo ypatingas dėmesys turi būti skiriamas perkaitimo prevencijai ekstruzijos ir deformacijos metu. Titano lydinio ekstruzijos procesas yra sudėtingesnis nei aliuminio lydinio, vario lydinio ir net plieno. Tai lemia ypatingos titano lydinio fizinės ir cheminės savybės. Įprasto karšto atvirkštinio titano lydinio ekstruzijos metu štampo temperatūra yra žema, ruošinio paviršiaus temperatūra, besiliečianti su štampu, greitai krenta, o temperatūra ruošinio viduje didėja dėl deformacijos šilumos. Dėl mažo titano lydinio šilumos laidumo, nukritus paviršiaus temperatūrai, vidinio ruošinio šiluma negali būti laiku perkelta į paviršių, kad ji pasipildytų, o paviršiuje atsiras sukietėjęs sluoksnis, apsunkinantis tolesnę deformaciją. Tuo pačiu metu tarp paviršinio ir vidinio sluoksnio atsiras didelis temperatūros gradientas. Net jei jis gali būti suformuotas, jis gali lengvai deformuotis ir nelygią struktūrą.
Titano lydiniai yra labai jautrūs kalimo proceso parametrams. Kaltimo temperatūros, deformacijos dydžio, deformacijos dydžio ir aušinimo greičio pokyčiai sukels titano lydinių struktūros ir savybių pokyčius. Siekiant geriau kontroliuoti kaltinių konstrukcines savybes, pastaraisiais metais titano lydinių kalimo gamyboje buvo plačiai naudojamos pažangios kalimo technologijos, tokios kaip karštasis kalimas ir izoterminis kalimas.
Titano lydinių plastiškumas didėja didėjant temperatūrai. Temperatūros diapazone 1000-1200 laipsnis plastiškumas pasiekia maksimalią reikšmę, o leistinas deformacijos laipsnis siekia 70%-80%. Titano lydinių kalimo temperatūros diapazonas yra siauras ir turi būti griežtai kontroliuojamas pagal ( ) / transformacijos temperatūrą (išskyrus luitų angas), kitaip grūdeliai smarkiai augs ir sumažins kambario temperatūros plastiškumą; titano lydiniai paprastai yra tarp ( ) Kalimas atliekamas fazės srityje, nes kalimo temperatūra virš ( )/ transformacijos linijos yra per aukšta, todėl susidarys trapi fazė. Tiek pradinis, tiek galutinis titano lydinio kalimas turi būti aukštesnis už ( ) / transformacijos temperatūrą. Titano lydinio atsparumas deformacijai sparčiai didėja didėjant deformacijos greičiui, tarp kurių kalimo temperatūra turi didesnę įtaką titano lydinio atsparumui deformacijai. Todėl įprastas kalimas turi būti atliekamas kalimo štampe su minimaliu aušinimu. Intersticinių elementų (tokių kaip O, N, C) kiekis taip pat turi didelę įtaką titano lydinių kalimui.
