Analiza temperature valjanja na mikrostrukturu i svojstva titanskih otkovaka

Kvalitetatitanijumski otkovci direktno određuje njihovu pouzdanost usluge. Kao osnovni parametar procesa u procesu vruće obrade, temperatura valjanja duboko utječe na konačna mehanička svojstva proizvoda regulacijom ponašanja fazne transformacije i mikrostrukturne evolucije unutar otkovaka.

 

 

Kristalna struktura titanijumskih legura se menja sa temperaturom, sa kritičnom tačkom/fazne transformacije (885~900 stepeni za komercijalno čisti titanijum i 980~1010 stepeni za Gr5 leguru). Na osnovu toga, valjanje je podijeljeno u tri kategorije: fazna zona, + fazna zona i kritična zona, sa značajnim razlikama u mikrostrukturnoj evoluciji i svojstvima.

 

1. β Phase Zone Rolling (>Tačka fazne transformacije)

Gredica se sastoji od kubične-centrirane kubne (BCC) faze, koja ima nisku otpornost na deformacije i dobru plastičnost, što ga čini pogodnim za obradu velikih-deformacija. Ingoti mogu biti podvrgnuti 70%~80% velikoj deformaciji da razbiju gruba zrna i formiraju jednoličnu vlaknastu strukturu. Međutim, igličasti martenzit je sklon formiranju nakon hlađenja, što dovodi do neravnoteže između čvrstoće, plastičnosti i žilavosti, što zahtijeva naknadnu optimizaciju toplinske obrade.

 

2. + Fazna zona Rolling (< Phase Transformation Point)

Ovo je interval valjanja jezgra za gotove otkovke, uglavnom kontrolisan na 30~50 stepeni ispod tačke fazne transformacije (npr. 950~800 stepeni za Gr5 kovanje). Materijal se sastoji od dvostruke faze heksagonalno zatvorene-faze (HCP) i BCC faze. Deformacija je praćena fragmentacijom zrna i faznim rafiniranjem/sferoidizacijom, što omogućava formiranje idealne strukture ravnoosne faze + lamelarne -transformirane faze, koja balansira čvrstoću i plastičnost.

 

3. Kotrljanje kritične zone (blizu tačke fazne transformacije)

Struktura je mješovita i neujednačena, što rezultira sklonom--promjenjivim svojstvima kovanja. Ne preporučuje se bez posebnih zahtjeva.

 

 

 

 

1. Fazna zona Rolling

Iglasti martenzit se formira nakon hlađenja, što rezultira visokom čvrstoćom, ali niskom plastičnošću i žilavošću. Nedovoljna deformacija ima tendenciju da zadrži originalne granice zrna i generira kontinuiranu fazu granice zrna, smanjujući žilavost, uzrokujući koncentraciju naprezanja i utječući na sigurnost rada.

 

2. + Fazna zona Rolling

Ovo je optimalan izbor za balansiranje snage i plastičnosti. Razumna kontrola temperature može rafinirati zrna i optimizirati fazni sastav radi poboljšanja svojstava.

 

3. Uniformitet svojstava

Otkovci velikih{0}}veličina su skloni razlikama u površinskoj-strukturi/svojstvima jezgre zbog temperaturnih gradijenta. Optimiziranje temperaturnih sistema (npr. više-valjanje) može ovo poboljšati.

 

 

1. -Tip i blizu- -Tip legure titanijuma

Razbijanje ingota zahteva relativno visoku temperaturu fazne zone (1180~900 stepeni) da bi se smanjila otpornost na deformacije i poboljšala produktivnost. Prethodno oblikovanje i kovanje moraju biti svedene na zonu + faze kako bi se osigurala dobra mikrostrukturna svojstva. Ove legure su vrlo osjetljive na temperaturu valjanja; pretjerano visoke temperature lako dovode do rasta zrna, dok pretjerano niske temperature povećavaju otpornost na deformacije i sklone pucanju.

 

2. + -Tip legure titanijuma (npr. Gr5)

Kao tip koji se najčešće koristi, imaju širok raspon temperatura valjanja, ali gotovi otkovci moraju biti strogo kontrolirani u zoni + faze. Uzimajući Gr5 kao primjer, temperatura razbijanja ingota je 1200~850 stepeni (fazna zona), temperatura predformiranja je 1000~800 stepeni (+ fazna zona blizu tačke fazne transformacije), a temperatura kovanja je 950~800 stepeni (tipična + fazna zona). Kroz više-stepenu kontrolu temperature, i efikasnost obrade i performanse proizvoda su uravnoteženi.

 

3. Blizu- -tip legura titanijuma

Ove legure imaju nisku temperaturu fazne transformacije i mogu se valjati u širokom temperaturnom rasponu, ali se moraju izbjegavati pretjerano visoke temperature koje uzrokuju pretjerani rast zrna. Obično se valjaju u zoni + faze kako bi se dobila struktura koja uravnotežuje snagu i žilavost.

 

 

1. Tačna lokalizacija temperature fazne transformacije

Odredite / faznu tačku transformacije određenih legura kroz eksperimente termičkog širenja ili metalografsku analizu da biste podijelili faznu zonu i + faznu zonu, izbjegavajući mikrostrukturne defekte uzrokovane pogrešnim procjenom intervala.

 

2. Odaberite Rolling Intervals po potrebi

Dajte prioritet velikim-valjanjima sa velikim deformacijama u faznoj zoni za razbijanje ingota kako biste poboljšali originalnu strukturu i dajte prioritet zoni + faze za gotove otkovke kako biste uravnotežili snagu i plastičnost. Za otkovke koji zahtijevaju visoku žilavost, temperatura valjanja u zoni + faze može se na odgovarajući način smanjiti radi rafiniranja zrna.

 

3. Optimizirajte kontrolu gradijenta temperature

Usvojite "nisko{0}}brzo valjanje na niskim temperaturama" ili "više-valjanje sa više prolaza" za otkovke velikih-veličina kako biste smanjili temperaturnu temperaturu površine-jezgre i poboljšali uniformnost svojstava.

 

4. Sinergizirajte s naknadnom toplinskom obradom

Žarenje nakon faznog zonskog valjanja kako bi se poboljšala iglasta struktura, i izvođenje starenja otopine nakon kotrljanja fazne zone kako bi se dodatno poboljšala čvrstoća.

 

Ruihang je profesionalni proizvođač titanijuma i proizvoda od legura titanijuma, koji isporučuje visoko{0}}kvalitetne otkovke od legura titanijuma. Za više detalja, kontaktirajte nas putem e-pošte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com