Как контролът на размера на зърната подобрява производителността на титаниевите пръти?

Титаниевите пръти са полу{0}}завършени продукти при обработката на титанови материали и тяхната производителност директно определя надеждността и експлоатационния живот на компонентите на терминала. Размерът на зърното е ключов фактор за влияние върху работата на титаниевите пръти по време на целия процес на производство, обработка и приложение. Научният контрол на размера на зърната може да подобри механичните свойства и устойчивостта на корозия натитанови пръти, разширявайки приложението на традиционните титанови материали.

 

 

Контролът на производителността на титановата пръчка по размер на зърното по същество започва от ефекта на корелация между размера на зърното и количеството на границата на зърното: колкото по-фини са зърната, толкова повече граници на зърното има, толкова по-силна е пречката за движението на дислокациите. Синергичният ефект между зърната може също да оптимизира разпределението на напрежението и да подобри производителността. Фино-зърнестите и ултра-фино{4}}зърнестите титанови пръти имат по-изявени механични свойства в сравнение с едрозърнестите-титанови пръти. Може да постигне стабилна и контролируема производителност чрез разумни подготвителни процеси.

 

 

 

 

Усъвършенстването на зърното е ключов метод за подобряване на механичните свойства на титаниевите пръти и постигане на комбинация от висока якост и издръжливост. Традиционните едрозърнести-титанови пръчки имат ниска якост и е трудно да се балансират здравина, пластичност и издръжливост.

Усъвършенстването на зърната може да подобри здравината и издръжливостта: фините зърна увеличават броя на границите на зърната, което може да разпръсне напрежението и да възпрепятства приплъзването на дислокациите, като значително повишава якостта на опън и якостта на провлачване. Ултра{1}}финозърнестите-чисти титанови пръти, получени чрез прахова металургия, комбинирана с гореща екструзия и ротационно коване, имат размер на зърното от около 1 μm и граница на провлачване до 880 MPa. Той е много по-добър от традиционните едрозърнести-титанови пръчки. Междувременно границите на фините зърна могат да поемат повече дислокации, което прави материала по-лесен за напукване по време на деформация. Също така може да подобри удължението и якостта и да избегне дефекта „силен, но крехък“.

Усъвършенстването на зърното може да подобри еднаквостта на твърдостта и да намали анизотропията, което е от решаващо значение за високо{0}}приложения с висока производителност, като носещи-натоварвания в авиационно-космическото пространство компоненти и медицински импланти.

 

 

Контролът на размера на зърното може също значително да подобри устойчивостта на корозия на титаниевите пръти. Корозията на титаниевите пръти е свързана главно със стабилността на повърхностния оксиден филм и потенциалната разлика на границата на зърното: едрозърнестите титанови пръти имат широки граници на зърната и са лесни за отделяне компоненти, което води до голяма потенциална разлика. Междукристална корозия е вероятно да възникне в тежки среди като силни киселини, силни основи и морски условия.

 

Усъвършенстването на зърното може да намали потенциалната разлика на границата на зърното и да намали чувствителността към корозия. Междувременно насърчава образуването на по-плътен и равномерен оксиден филм, който блокира проникването на корозивни среди и значително подобрява устойчивостта на корозия. Това прави пръчките от фино-титан по-изгодни в тежки среди, като химическо инженерство и морско инженерство, и също така предоставя възможност чистият титан да замени титанови сплави с висока{3}}цена.

 

 

Прецизният контрол на размера на зърната разчита на научни процеси на подготовка. Основните промишлени методи за усъвършенстване на зърното попадат в две категории: първо, пластична деформация плюс отгряване, като много-въртящо се коване, горещо екструдиране и ниско-температурно валцуване. Грубите зърна се раздробяват чрез пластична деформация и след това чрез отгряване се постига рекристализация и усъвършенстване на зърната. Композитните процеси могат да се използват за приготвяне на ултра-фин{6}}зърнести чисти титанови пръчки с размер на зърното, вариращ от нанометър до микрометър, отличаващи се с отлична здравина и издръжливост, които са подходящи за области като биологични импланти и медицински инструменти. Второ, напречно-фазово коване, което включва циклично коване в едно-фазовия регион и (+) дву-фазовия регион, контролирайки количеството на деформация и извършвайки обратно изкривяване и изтегляне. Този метод може да прецизира зърната, да намали текстурата на деформация и да подобри изотропията на производителността, което го прави подходящ за-промишлено производство в голям мащаб.

 

В допълнение, праховата металургия може да намали сегрегацията на компонентите и да елиминира грубите ляти структури. Когато се комбинира с гореща обработка, може допълнително да оптимизира структурата на зърното, да подобри цялостната производителност на титаниевите пръти и да намали разходите.

 

 

Контролът на размера на зърната не е просто да направи зърната възможно най-фини; той трябва да бъде точно съчетан според сценариите на приложение на титаниеви пръти. Прекомерното рафиниране ще увеличи трудността на обработката и зърната са склонни да растат при високи температури, намалявайки стабилността на производителността.

 

Трябва да контролираме размера на зърното в разумен диапазон чрез параметри на процеса, за да постигнем оптимален баланс на здравина, пластичност, устойчивост на корозия и обработваемост. Например: ултра-фин-зърнести структури могат да бъдат приети за медицински титанови пръчки, за да се балансира висока якост и биосъвместимост; за титаниеви пръти, използвани при високи-температурни аерокосмически приложения, размерът на зърното трябва да се контролира, за да се предотврати необичаен растеж на зърното при високи температури.

 

 

 

Ruihang е производител на продукти от титан и -цветни метали, доставящ пълна гама титанови пръти с международен стандарт. За повече подробности се свържете с нас на имейл:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.