Titánötvözet kovácsolási hibák és megelőzésük

A titánötvözet kovácsolásakor a nem megfelelő folyamatspecifikáció, a nyersanyagminőség-ellenőrzés nem szigorú, és egyéb okok miatt a kovácsolásnak különböző hibái lehetnek. A gyakori hibák a következők:
1, β ridegség
A β ridegséget a kovácsolás túlmelegedése okozza. α és (α + β) titánötvözetek, különösen (α + β) titánötvözetek, ha a kovácsolás hevítési hőmérséklete túl magas, meghaladja a β-átmeneti hőmérsékletét, ami a kovácsolást alacsony időkben a szemcse szerveződése nagy, izometrikus ; Az α-fázisú csapadék mikroszerkezete a durva eredeti β szemcsék szemcsehatárai mentén és az intrakristályos csíkos. Ennek eredményeként a kovácsolás plaszticitása szobahőmérsékleten csökken, ezt a jelenséget β ridegedésnek nevezzük.
A titánötvözetből készült kovácsolt anyagok túlmelegedési hibáit hőkezeléssel nem lehet kijavítani, hanem a β-átmeneti hőmérséklet alá (ha a kovácsolás lehetővé teszi) a képlékeny deformációhoz újra kell hevíteni.
A túlmelegedés, a titánötvözet melegítésének elkerülése érdekében a kemence hőmérsékletét szigorúan ellenőrizni kell, a kemencekamra minősített területének hőmérsékletének rendszeres meghatározása, a töltési helyzet ésszerű elrendezése és a töltés mennyisége nem szabályozható. többnyire. Ellenállásos fűtés alkalmazásakor a kemencekamrát a terelőlemez mindkét oldalára kell beállítani, hogy elkerüljük a szilícium-karbid rúdhoz túl közel eső tuskó által okozott túlmelegedést. Az egyes kemenceötvözetek tényleges β-átmeneti hőmérsékletének meghatározása szintén hatékony intézkedés a túlmelegedés megelőzésére.

2, lokalizált durva kristály
A kalapácsos vagy présszerszámos kovácsolásnál a titánötvözetek rossz hővezető képessége miatt a tuskó felülete és a forma érintkezési folyamatának hőmérséklete jelentősen lecsökken, amihez társul a tuskó felülete és a felső és alsó forma közötti súrlódás, a tuskóközép. része a tuskó erős deformációnak van kitéve, a felület a deformáció mértéke kicsi, így a szervezet nyersanyaga megmarad, új lokalizált durva képződik kristályok.
A titánötvözet helyi durva kristályhibáinak elkerülése érdekében a következő intézkedéseket lehet tenni: az előkovácsolási eljárás alkalmazása, hogy a végső kovácsolás deformációja egyenletes legyen; erősítse a kenést, javítsa a tuskó és a forma közötti súrlódást; teljesen előmelegíti a formát, hogy csökkentse a tuskó a kovácsolási folyamat a hőmérséklet-csökkenés.
3, repedés
A titánötvözet kovácsolási felületi repedései főleg akkor keletkeznek, ha a végső kovácsolási hőmérséklet alacsonyabb, mint a titánötvözet teljes átkristályosítási hőmérséklete. A kovácsolási folyamat során a tuskó és a forma érintkezési ideje túl hosszú, a titánötvözet rossz hővezető képessége miatt könnyen előfordulhat, hogy a tuskó felülete a megengedett végső kovácsolási hőmérséklet alá hűl, ami felületi repedéseket is okoz. a kovácsolásban. A repedések kialakulásának megakadályozása érdekében a présen történő kovácsoláskor üvegkenőanyagot lehet használni, vagy a kalapácson történő kovácsolásnál próbálja meg lerövidíteni a nyersdarab és az alsó szerszám érintkezési idejét.
4, maradék öntés szervezet
Titánötvözet öntvények kovácsolása, ha a kovácsolási arány nem elég nagy, vagy nem megfelelő kovácsolási módszerek, a kovácsolt anyagok az öntési szervezet alatt maradnak. Ennek a hibának a megoldása a kovácsolási arány növelése és az ismételt felborítás alkalmazása.
5, Fényes csík
A fényes csíkban lévő úgynevezett titánötvözet kovácsolt anyagok a szabad szemmel látható sávban eltérő fényességű szalag alacsony hajtási elrendezésében vannak jelen. A megvilágítási szög különbsége miatt a fényes csík lehet világosabb, mint az alapfém, és lehet sötétebb is, mint az alapfém. Keresztmetszetében pontok vagy pelyhek formájában van; hosszmetszetében egy hosszú sima csík, amelynek hossza több mint tíz millimétertől több méterig terjed. A fényes rudak megjelenésének két fő oka van: az egyik a titánötvözet szegregációjának kémiai összetétele, a másik a kovácsolási folyamat hőhatásainak deformációja.
A fényes rudak bizonyos hatással vannak a titánötvözet teljesítményére, különösen a plaszticitásra és a magas hőmérsékleti teljesítményre. A fényes rudak megjelenésének megakadályozására szolgáló intézkedések a szegregáció kémiai összetételének olvasztásának szigorú ellenőrzése; a kovácsolás termikus jellemzőinek helyes megválasztása (hevítési hőmérséklet, deformáció mértéke, alakváltozási sebesség stb.), annak érdekében, hogy a kovácsolt darabok hőmérséklete mindenhol elkerülhető legyen a deformáció miatt a különbség hőhatása túl nagy.
6, α rideg réteg
Az α ridegítő réteg főként titánötvözetből áll, magas hőmérsékleten oxigént és nitrogént a laza oxidrétegen keresztül a fém belső diffúziójához, így a felületi fém oxigén- és nitrogéntartalma megnő, ezáltal megnő az α-fázisok száma a felszíni szerveződés. Amikor a felületi fém oxigén- és nitrogéntartalma elér egy bizonyos értéket, a felületi szerveződés teljes egészében α fázisból állhat. Ily módon a titánötvözet felülete több α vagy teljesen α fázisú felületi réteget képez. Ezt az α fázisból álló felületi réteget általában α ridegedési rétegnek nevezik. A titánötvözet tuskó felületén lévő túl vastag α rideg réteg a kovácsolás során a tuskó megrepedéséhez vezethet.
Az α ridegítő réteg vastagsága szorosan összefügg a kovácsoláshoz vagy hőkezeléshez használt fűtő kemence típusával, a kemencében lévő gáz természetével, a tuskó vagy alkatrész melegítési hőmérsékletével és a tartási idővel. A fűtési hőmérséklet növekedésével a tartási idő növeli a vastagságot; a kemencegáz oxigén- és nitrogéntartalmának növekedésével és sűrűsödésével. Ezért annak elkerülése érdekében, hogy ez a rideg réteg túl vastag legyen, megfelelően szabályozni kell a kovácsolást vagy a melegítési hőmérsékletet, a tartási időt és a kemencegáz természetét stb.
Az α, β és (α + β) titánötvözetek α ​​ridegedést okozó réteget képezhetnek. Az α-titánötvözetek azonban különösen érzékenyek az α ridegedést okozó réteg kialakulására, míg a β-titánötvözetek nem képeznek α ridegítő réteget, amíg fel nem melegítik őket 980 °C fölé.

7, Hidrogén ridegség
A hidrogén ridegedésnek két típusa van: a deformációs idő típusú és a hidrid típusú. A hidrogénatomok a rácsrésben a feszültségben, egy bizonyos idő elteltével diffúzió gyűlt össze a rés feszültségkoncentrációjával. A hidrogénatomok és a diszlokációk kölcsönhatása miatt úgy, hogy a diszlokációk beszorulnak, nem tud szabadon mozogni, így a mátrix rideggé válását strain-ageing típusú hidrogénridegedésnek nevezzük. A magas hőmérsékletű szilárd hidrogénoldatba oldva, a hőmérséklet csökkenése hidrid kiválás formájában, és a titánötvözet törékennyé válik. A jelenséget hidrid típusú hidrogén ridegedésnek nevezik. A hidrogén ridegség mindkét típusa előfordulhat titánban és titánötvözetekben.
A hidrogénridegedés problémáját a titánötvözetek túlzott hidrogéntartalma okozza. Ezért az ipari titánötvözetek hidrogéntartalmát 0,015%-on belül kell szabályozni.
A hidrogén ridegedés megelőzése vagy csökkentése érdekében a kovácsolás vagy hőkezelés során a kemencét enyhén oxidáló atmoszférájúvá kell tenni, és vákuumos izzítást kell végezni a hidrogén ridegség kiküszöbölésére az előírásokat meghaladó hidrogéntartalmú titánötvözetek, valamint a fontos titánötvözet alkatrészek esetében. .