Kako tri procesa kovanja utiču na mikrostrukturu i svojstva komercijalno čistog titanijuma 5. razreda?

Komercijalno čista legura titanijuma stepena 5 ima odličnu otpornost na koroziju, duktilnost i biokompatibilnost, i široko se primenjuje u hemijskom inženjerstvu, medicinskim uređajima i brodskom inženjerstvu. Kovanje može regulirati njegovu mikrostrukturu i poboljšati mehanička svojstva kao i kvalitetu oblikovanja. Temperatura kovanja i način deformacije će promijeniti veličinu zrna, faznu strukturu i unutrašnje nedostatke, koji direktno utiču na čvrstoću, duktilnost i žilavost gotovih otkovaka.

Ocena 5komercijalno čisti titanijum je jednofazna-legura titanijuma sa beta transus temperaturom. Na osnovu ove karakteristike, procesi kovanja se dijele u tri kategorije:

1. Beta{0}}kovanje regiona

Temperatura kovanja prelazi temperaturu beta transus. Gredica prolazi kroz punu beta{1}}faznu deformaciju i transformiše se tokom hlađenja. Ovaj proces ima nisku otpornost na deformaciju i povoljnu formabilnost, pogodan za velike deformacije i otkovke velikih{3}}veličina.

2. Alfa+beta dvofazno kovanje regiona

Temperatura je između temperature rekristalizacije i beta transus temperature, a kovanje se vrši uz koegzistenciju dvije faze. Balansira sposobnost oblikovanja i performanse materijala, i najčešće je korišten proces u industrijskoj proizvodnji.

3. Izotermno kovanje

Precizan proces obrade. I gredica i kalupi se održavaju na konstantnoj temperaturi unutar dvije-faznog područja radi sporog i ravnomjernog deformiranja. Omogućava preciznu kontrolu zrna i visoku preciznost obrade, ali dolazi s većim troškovima.

Mikrostruktura u osnovi određuje svojstva legure titanijuma 5. razreda, a metalografske strukture dobijene iz tri procesa kovanja značajno se razlikuju:

1. Beta{0}}kovanje regiona

Zrna beta faze grube na visokoj temperaturi. Nakon hlađenja formira se gruba lamelarna Widmanstätten struktura sa slabom uniformnošću i nedovoljnom rekristalizacijom. U materijalu postoje i defekti na granicama zrna i zaostalo naprezanje.

2. Alfa+beta dvofazno kovanje regiona

Krupna zrna su potpuno lomljena i rafinirana u ravnoosna zrna umjerene veličine. Materijal postiže dovoljnu rekristalizaciju, ujednačenu distribuciju faza i nekoliko unutrašnjih defekata, pružajući najbolje sveobuhvatne performanse.

3. Izotermno kovanje

Dovoljna i ujednačena fragmentacija i rekristalizacija zrna se ostvaruju pod konstantnom temperaturom i sporom deformacijom. Ultra-fina ravnoosna zrna se dobijaju bez miješanih zrna. Materijal ima nisko zaostalo naprezanje i najgušću mikrostrukturu.

Zbog razlika u metalografskim strukturama, otkovci proizvedeni u tri procesa pokazuju jasne mehaničke nedostatke:

1. Beta{0}}kovanje regiona

Gruba Widmanstätten struktura rezultira umjerenom čvrstoćom, ali nedovoljnom duktilnošću i žilavošću. Materijal je sklon koncentraciji naprezanja, sa slabom otpornošću na udar i zamorom i očiglednom krhkošću, što je najniže u ukupnim performansama.

2. Alfa+beta dvofazno kovanje regiona

Equiaxed zrna ostvaruju izbalansiranu kombinaciju snage, duktilnosti i žilavosti, zajedno sa dobrom dimenzijskom stabilnošću. Ima dobre performanse u otpornosti na udar i zamor, te se uklapa u većinu konvencionalnih servisnih scenarija sa stabilnim i dobro{1}}izbalansiranim ukupnim svojstvima.

3. Izotermno kovanje

Ultra{0}}fina zrna jačaju prefinjenost zrna. Materijal istovremeno postiže visoku čvrstoću i visoku duktilnost, uz vrhunsku žilavost, otpornost na zamor i stabilnost dimenzija. Njegovo nisko zaostalo naprezanje također izbjegava deformaciju tokom naknadne obrade, što ga čini najboljim izborom za visoko{4}}precizne i visoko{5}}pouzdane dijelove sa superiornim ukupnim mehaničkim svojstvima.

Uzimajući u obzir formabilnost, mikrostrukturu, mehanička svojstva i troškove proizvodnje, primjenjivi scenariji za tri procesa kovanja razlikuju se na sljedeći način:

1. Beta{0}}kovanje regiona

Odlikuje se jednostavnom obradom i niskom cijenom, a sposoban je za proizvodnju velikih komponenti. Ipak, njegova inferiorna mikrostruktura i mehanička svojstva ograničavaju njegovu primjenu na obične{1}}komponente koje nose opterećenje sa niskom preciznošću i niskim zahtjevima žilavosti.

2. Alfa+beta dvofazno kovanje regiona

Može se pohvaliti optimalnim omjerom troškova{0}}performanse sa uravnoteženim svojstvima i umjerenom teškoćom obrade. Kao glavni proces za

Otkovci od titanijuma 5. razreda, široko se koriste za hemijske armature i opšte mehaničke delove.

3. Izotermno kovanje

Pruža vrhunsku mikrostrukturu i mehanička svojstva, ali zahtijeva velika ulaganja u opremu i dugo vrijeme proizvodnje, što dovodi do većih troškova. Uglavnom je usvojen za vrhunske-dijelove sa strogim zahtjevima, kao što su medicinske komponente, precizni dijelovi brodskog inženjerstva i-mehanički dijelovi visokog kvaliteta.

Procesi kovanja mogu efikasno regulisati strukturu zrna i mehanička svojstva legure titanijuma 5. razreda. Kovanje u Beta-oblasti nudi laku formabilnost, ali loše performanse materijala za obične strukturne dijelove. Dvofazno kovanje regiona pruža povoljne performanse troškova za većinu industrijskih aplikacija. Izotermno kovanje postiže optimalnu mikrostrukturu i svojstva za vrhunske precizne komponente. U stvarnoj proizvodnji, proizvođači mogu odabrati odgovarajuće procese prema uslovima usluge, zahtjevima performansi i proračunima troškova kako bi uravnotežili kvalitet kovanja i ekonomske koristi.

 

 

 

Ruihang, kao direktni proizvođač proizvoda od titanijuma, isporučuje optimalne kvalitetne sirovine za proizvodnju vaših preciznih komponenti. Ako imate bilo kakve potrebe za kupovinom, slobodno nas kontaktirajte putem e-maila:Sam.Rui@bjrh-titanium.com