Analýza teploty valcovania na mikroštruktúre a vlastnostiach titánových výkovkov

Kvalitatitánové výkovky priamo určuje spoľahlivosť ich služby. Ako hlavný parameter procesu v procese spracovania za tepla teplota valcovania výrazne ovplyvňuje konečné mechanické vlastnosti produktov reguláciou správania fázovej transformácie a vývoja mikroštruktúr vo výkovkoch.

 

 

Kryštalická štruktúra titánových zliatin sa mení s teplotou s kritickým bodom / fázovej transformácie (885~900 stupňov pre komerčne čistý titán a 980~1010 stupňov pre zliatinu Gr5). Na základe toho je valcovanie rozdelené do troch kategórií: fázová zóna, + fázová zóna a kritická zóna, s významnými rozdielmi vo vývoji mikroštruktúry a vlastnostiach.

 

1. β Phase Zone Rolling (>Bod fázovej transformácie)

Predvalok pozostáva z kubickej fázy so stredom -body (BCC), ktorá sa vyznačuje nízkym deformačným odporom a dobrou plasticitou, vďaka čomu je vhodná na veľké-deformačné spracovanie. Ingoty môžu podstúpiť 70% ~ 80% veľkú deformáciu, aby sa rozbili hrubé zrná a vytvorili jednotnú vláknitú štruktúru. Ihlicovitý martenzit je však náchylný na tvorbu po ochladení, čo vedie k nerovnováhe medzi pevnosťou, plasticitou a húževnatosťou, čo si vyžaduje následnú optimalizáciu tepelného spracovania.

 

2. + Prebiehanie fázových zón (< Phase Transformation Point)

Toto je interval valcovania jadra pre hotové výkovky, väčšinou kontrolovaný pri 30~50 stupňov pod bodom fázovej transformácie (napr. 950~800 stupňov pre zápustkové kovanie Gr5). Materiál pozostáva z dvojitej fázy – šesťuholníkovej uzavretej-fázy (HCP) a fázy BCC. Deformácia je sprevádzaná fragmentáciou zŕn a fázovým zjemňovaním/sferoidizáciou, čo umožňuje vytvorenie ideálnej štruktúry rovnoosovej fázy + lamelárnej -transformovanej fázy, ktorá vyvažuje pevnosť a plasticitu.

 

3. Rolovanie kritickej zóny (Blízko fázový transformačný bod)

Štruktúra je zmiešaná a nerovnomerná, čo má za následok sklon k{0}}kolísaniu{1}}kovacích vlastností. Bez špeciálnych požiadaviek sa neodporúča.

 

 

 

 

1. Valcovanie fázových zón

Ihlicovitý martenzit vzniká po ochladení, čo má za následok vysokú pevnosť, ale nízku plasticitu a húževnatosť. Nedostatočná deformácia má tendenciu zachovávať pôvodné hranice zŕn a vytvárať súvislú fázu hraníc zŕn, čím sa znižuje húževnatosť, spôsobuje koncentrácia napätia a ovplyvňuje bezpečnosť prevádzky.

 

2. + Prebiehanie fázových zón

Toto je optimálna voľba pre vyváženie pevnosti a plasticity. Rozumná regulácia teploty môže zjemniť zrná a optimalizovať fázové zloženie na zlepšenie vlastností.

 

3. Jednotnosť majetku

Veľké-výkovky sú náchylné na rozdiely v povrchovej{1}}štruktúre/vlastnostiach jadra v dôsledku teplotných gradientov. Optimalizácia teplotných systémov (napr. viac{5}}prejazdové valcovanie) to môže zlepšiť.

 

 

1. -Typ a blízky{1}}Typ titánových zliatin

Rozpad ingotov vyžaduje relatívne vysokú teplotu fázovej zóny (1180 ~ 900 stupňov), aby sa znížila odolnosť proti deformácii a zlepšila sa produktivita. Predtvarovanie a zápustkové kovanie je potrebné zredukovať na fázovú zónu +, aby sa zabezpečili dobré mikroštrukturálne vlastnosti. Tieto zliatiny sú vysoko citlivé na teplotu valcovania; príliš vysoké teploty ľahko vedú k rastu zŕn, zatiaľ čo príliš nízke teploty zvyšujú odolnosť proti deformácii a náchylnosť na praskanie.

 

2. + -Typ titánových zliatin (napr. Gr5)

Ako najpoužívanejší typ majú široký rozsah teplôt valcovania, ale hotové výkovky musia byť prísne kontrolované vo fáze +. Ak vezmeme ako príklad Gr5, teplota rozpadu ingotu je 1200~850 stupňov (fázová zóna), teplota predtvarovania je 1000~800 stupňov (+ fázová zóna blízko bodu fázovej transformácie) a teplota zápustkového kovania je 950~800 stupňov (typická + fázová zóna). Prostredníctvom viacstupňového{12}}regulovania teploty je efektívnosť spracovania a výkon produktu v rovnováhe.

 

3. Blízko- -typu zliatin titánu

Tieto zliatiny majú nízku teplotu fázovej transformácie a možno ich valcovať v širokom rozsahu teplôt, ale treba sa vyhnúť príliš vysokým teplotám, ktoré spôsobujú nadmerný rast zŕn. Zvyčajne sú valcované vo fáze +, aby sa získala štruktúra vyrovnávajúca pevnosť a húževnatosť.

 

 

1. Presná lokalizácia teploty fázovej transformácie

Určte bod / fázovej transformácie špecifických zliatin pomocou experimentov tepelnej rozťažnosti alebo metalografickej analýzy, aby ste rozdelili fázovú zónu a + fázovú zónu, pričom sa vyhnete mikroštrukturálnym defektom spôsobeným nesprávnym odhadom intervalov.

 

2. Zvoľte Rolling Intervals podľa potreby

Uprednostnite veľké-deformačné valcovanie vo fázovej zóne pre rozpad ingotu, aby ste zlepšili pôvodnú štruktúru, a uprednostnite fázovú zónu + pre hotové výkovky, aby ste dosiahli rovnováhu medzi pevnosťou a plasticitou. Pre výkovky vyžadujúce vysokú húževnatosť je možné teplotu valcovania v zóne + vhodne znížiť, aby sa zrná zjemnili.

 

3. Optimalizujte riadenie teplotného gradientu

Použite „rýchle valcovanie pri nízkej teplote“ alebo „viac{1}}valcovanie s viacerými priechodmi“ pre veľké-výkovky, aby ste znížili rozdiel teploty v jadre- povrchu a zlepšili jednotnosť vlastností.

 

4. Súčinnosť s následným tepelným spracovaním

Žíhanie po valcovaní fázovej zóny na zjemnenie ihličkovitej štruktúry a starnutie roztoku po valcovaní fázovej zóny na ďalšie zlepšenie pevnosti.

 

Ruihang je profesionálny výrobca produktov z titánu a titánových zliatin, ktorý dodáva vysokokvalitné-výkovky z titánovej zliatiny. Pre viac informácií nás prosím kontaktujte prostredníctvom emailu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com