Känner du till kunskap om värmebehandlingsprocessen på titan och titanlegeringar? - Blogg

Värmebehandling avtitan och titanlegeringarär en nyckelprocess för att kontrollera deras mikrostruktur och egenskaper. Eftersom titan reagerar lätt med syre, kväve och väte vid höga temperaturer och genomgår en fasomvandling ( ⇌ , med en omvandlingstemperatur på cirka 882 grader), ger dess värmebehandling distinkta utmaningar.

Primära värmebehandlingsprocesser:

1. Glödgning

Mest använda; mål: stressavlastning, uppmjukning, mikrostrukturell stabilisering och förbättrad duktilitet.

1) Spännings-avlastningsglödgning: 450–650 grader, 1–4 timmar, Alla titanlegeringar Eliminerar kvarvarande spänningar från bearbetning/svetsning; ingen fasomvandling sker

2) Omkristallisationsglödgning: 680–800 grader (för + legeringar under T ); efter kallbearbetning; för att lindra arbetshärdning och återställa duktiliteten

3) Dubbelglödgning: Hög-temperatursteg + låg-temperatursteg (t.ex. Gr5: 950 grader /2 timmar luftkylning + 530 grader /4 timmar luftkylning); + legering; Förfinar mikrostrukturen, förbättrar krypmotstånd och brottseghet

4) Isotermisk glödgning: Efter upphettning kyls materialet snabbt till en temperatur under T och hålls där; + legering; för att få en mer enhetlig mikrostruktur och minska inre spänningar

5) glödgning (transformation): Över T (t.ex. Gr5: 1050 grader), luft-kyld eller ugnskyld- + legering; producerar en Widmanstätten-struktur (korg-vävmönster), förbättrar brottsegheten och minskar utmattningssprickans utbredningshastighet

2. Lösningsbehandling och åldrande (STA)

Den primära förstärkningsmetoden, lämplig för + och metastabila legeringar.

Princip: Efter hög-temperaturlösningsbehandling kyls legeringen snabbt (vattensläckning/oljehärdning), vilket fångar -stabiliserande element i övermättad ' (martensit) eller metastabil . Under åldring fälls fina, jämnt fördelade faser eller intermetalliska föreningar ut.

3. Kemisk värmebehandling (ythärdning)

Syrediffusion: Ökar ythårdheten och slitstyrkan

Nitrering: Bildar ett TiN-härdande skikt

Bordiffusion: Extremt hög hårdhet, men hög sprödhet

Jonimplantation: Förbättrar ytslitage och korrosionsbeständighet

Kemisk värmebehandling av titan måste utföras i vakuum eller skyddande atmosfär för att förhindra bildandet av ett ytföroreningsskikt (-försprödningsskikt).

Viktiga styrfaktorer vid värmebehandling

1. Värmeatmosfär och förebyggande av kontaminering

Titan beter sig som ett "kemiskt odjur" vid höga temperaturer:

>400 grader : Betydande syreabsorption, bildar ett hårt och sprött lager (Case/ -case)

>500 grader : Betydande kväveabsorption

>300 grader: Väteabsorption som leder till väteförsprödning

Åtgärder:

Vakuumvärmebehandling (vakuumnivå Mindre än eller lika med 10⁻³ Pa; för högre temperaturer, Mindre än eller lika med 10⁻⁴ Pa)

Inertgasskydd (argon med hög-renhet; se till daggpunkt < -50 grader)

Beläggningsskydd (t.ex. specialiserade anti-oxidationsbeläggningar som Brycoat)

Betning för att ta bort -försprödningsskiktet (HF + HNO₃ blandad syra)

2. Temperaturkontroll: Exakt kontroll av T

Lösningsbehandlingstemperaturen för + legeringar måste vara under T (vanligtvis 30–80 grader lägre); annars kommer korn att växa snabbt och bilda en grov Widmanstätten struktur, vilket leder till "sprödhet".

T varierar med sammansättningen: ungefär 995 grader för TC4 och 1000 grader för TC11; justeringar måste göras utifrån specifik sammansättning.

3. Kylhastighet

Glödgning: Vanligtvis luft-kyld eller ugnskyld-

Lösningsbehandling: Vattensläckning (för att förhindra -fasnedbrytning och uppnå en övermättad mikrostruktur)

När tvärsnittstjockleken överstiger 25 mm, kan kylningshastigheten vid kärnan vara otillräcklig; härdbarhet måste beaktas

Grade 2 ASTM B337 Titanium tubing made in China Gr6 Titanium Bars manufacturers