Анализ на температурата на валцоване върху микроструктурата и свойствата на титанови изковки

Качеството натитанови изковки пряко определя тяхната надеждност на обслужване. Като основен параметър на процеса в процеса на гореща обработка, температурата на валцуване влияе дълбоко върху крайните механични свойства на продуктите чрез регулиране на поведението на фазовата трансформация и микроструктурната еволюция вътре в изковките.

 

 

Кристалната структура на титановите сплави се променя с температура, с критична точка на фазова трансформация (885~900 градуса за търговски чист титан и 980~1010 градуса за Gr5 сплав). Въз основа на това, валцуването се разделя на три категории: фазова зона, + фазова зона и критична зона, със значителни разлики в микроструктурното развитие и свойства.

 

β Phase Zone Rolling (>Точка на фазова трансформация)

Заготовката се състои от тяло{0}}центрирана кубична (BCC) фаза, характеризираща се с ниска устойчивост на деформация и добра пластичност, което я прави подходяща за обработка с големи-деформации. Слитъците могат да претърпят 70% ~ 80% голяма деформация, за да разрушат едрите зърна и да образуват еднаква влакнеста структура. Игловидният мартензит обаче е склонен да се образува след охлаждане, което води до дисбаланс между якост, пластичност и издръжливост, което изисква последваща оптимизация на термичната обработка.

 

+ Превъртане на фазовата зона (< Phase Transformation Point)

Това е интервалът на валцоване на сърцевината за готови изковки, контролиран най-вече на 30~50 градуса под точката на фазова трансформация (напр. 950~800 градуса за Gr5 коване). Материалът се състои от двойна фаза на хексагонална близко-опакована (HCP) фаза и BCC фаза. Деформацията е придружена от фрагментация на зърната и фазово усъвършенстване/сфероидизация, което позволява образуването на идеална структура от равноосна фаза + ламеларна -трансформирана фаза, която балансира здравината и пластичността.

 

Търкаляне на критична зона (близка точка на фазова трансформация)

Структурата е смесена и неравномерна, което води до склонни-към-колебания свойства на коване. Не се препоръчва без специални изисквания.

 

 

 

 

Превъртане на фазовата зона

След охлаждане се образува игловиден мартензит, което води до висока якост, но ниска пластичност и издръжливост. Недостатъчната деформация има тенденция да запази оригиналните граници на зърното и да генерира непрекъсната фаза на границата на зърното, намалявайки якостта, причинявайки концентрация на напрежение и засягайки безопасността на обслужване.

 

+ Превъртане на фазовата зона

Това е оптималният избор за балансиране на здравина и пластичност. Разумният температурен контрол може да рафинира зърната и да оптимизира фазовия състав, за да подобри свойствата.

 

Еднородност на собствеността

Изковките с-големи размери са предразположени към разлики в повърхностната-структура/свойства на ядрото поради температурни градиенти. Оптимизирането на температурните системи (напр. много-валцоване) може да подобри това.

 

 

-Титанови и близки до- -титанови сплави

Разграждането на блока изисква сравнително висока температура на фазовата зона (1180~900 градуса), за да се намали устойчивостта на деформация и да се подобри производителността. Предварителното формоване и коването трябва да бъдат намалени до зоната на + фаза, за да се осигурят добри микроструктурни свойства. Тези сплави са силно чувствителни към температурата на валцоване; твърде високите температури лесно водят до растеж на зърната, докато прекалено ниските температури увеличават устойчивостта на деформация и са склонни към напукване.

 

+ -Тип титанови сплави (напр. Gr5)

Като най-широко използван тип, те имат широк температурен диапазон на валцоване, но готовите изковки трябва да бъдат строго контролирани в + фазовата зона. Вземайки Gr5 като пример, температурата на разрушаване на слитъка е 1200~850 градуса (фазова зона), температурата на предварително формоване е 1000~800 градуса (+ фазова зона близо до точката на фазова трансформация), а температурата на коване на матрицата е 950~800 градуса (типична + фазова зона). Чрез много{12}}етапен контрол на температурата както ефективността на обработка, така и производителността на продукта са балансирани.

 

Близки до - -титанови сплави

Тези сплави имат ниска температура на фазова трансформация и могат да се търкалят в широк температурен диапазон, но трябва да се избягват прекалено високите температури, които причиняват прекомерен растеж на зърната. Те обикновено се валцуват в зоната на + фазата, за да се получи структура, балансираща здравината и здравината.

 

 

Точно локализиране на температурата на фазовата трансформация

Определете / точката на фазова трансформация на специфични сплави чрез експерименти с термично разширение или металографски анализ, за ​​да разделите фазовата зона и + фазовата зона, като избягвате микроструктурни дефекти, причинени от погрешна преценка на интервалите.

 

Изберете Rolling Intervals, ако е необходимо

Дайте приоритет на валцоването с голяма{0}}деформация във фазовата зона за разрушаване на слитъка, за да подобрите оригиналната структура, и дайте приоритет на фазовата зона + за готовите изковки, за да балансирате здравината и пластичността. За изковки, изискващи висока якост, температурата на валцоване в зоната на + фаза може да бъде подходящо намалена, за да се почистят зърната.

 

Оптимизирайте контрола на градиента на температурата

Възприемете „ниско-температурно бързо валцуване“ или „много-валцуване“ за големи-размери на изковки, за да намалите повърхностната-температурна разлика в сърцевината и да подобрите еднородността на свойствата.

 

Синергизирайте с последваща топлинна обработка

Отгрявайте след валцуване на фазовата зона, за да подобрите игловидната структура, и извършете стареене на разтвора след валцуване на + фазовата зона, за да подобрите допълнително здравината.