Vývoj nízkonákladových slitin titanu a způsoby, jak zlepšit výkon zpracování
Titanová tyč Ti-6AL-4V ELImá výhody vysoké měrné pevnosti, dobré odolnosti proti korozi a výkonu při vysokých teplotách a je široce používán v letectví, námořním strojírenství, chemickém průmyslu, metalurgii, lékařství a zdravotnictví a dalších oborech. S rozvojem světové ekonomiky a novým chápáním titanových materiálů v mnoha zemích probíhal výzkum a vývoj jeden po druhém a byly realizovány praktické aplikace v mnoha oblastech. Zejména rychlý rozvoj leteckého, petrochemického a loďařského průmyslu dále podpořil výzkum, vývoj a výrobu titanových materiálů v různých zemích. Vzhledem k výrobním a zpracovatelským vlastnostem titanových materiálů je však jeho výrobní proces komplikovaný, proces zpracování je dlouhý a výtěžnost hotových výrobků je nízká, takže náklady na jeho hotové výrobky jsou po dlouhou dobu vysoké, což značně omezuje jeho použití v civilní oblasti. Z tohoto důvodu se výzkum a vývoj technologie výroby nízkonákladových materiálů ze slitin titanu stal středem zájmu současného výzkumu.
Dnes vám představíme nápady na vývoj nízkonákladových slitin titanu v průmyslu a způsoby, jak zlepšit výkonnost zpracování titanových slitin:
Nápady na vývoj levných slitin titanu
S rozvojem metalurgické technologie titanu a slitin titanu a vědeckým a technologickým pokrokem mají titan a slitiny titanu široké možnosti uplatnění v letectví, chemické metalurgii, lodích, automobilech, stavebnictví, lékařském vybavení a sportovním zboží. Vzhledem k vlastnostem vysoké chemické aktivity, nízké tepelné vodivosti, obtížné deformaci a vysokým požadavkům na kontrolu tepelného zpracování titanu a titanových slitin je však velmi obtížné extrahovat, tavit a zpracovávat titan, což zvyšuje výrobní náklady titanu produkty jsou drahé a omezují kvalitu titanu. Aplikace produktů ve velkém měřítku, takže bylo provedeno mnoho výzkumů doma i v zahraničí o snížení výrobních a zpracovatelských nákladů titanu a produktů z titanových slitin.
V současné době jsou hlavními způsoby, jak snížit náklady na titanové produkty: nahrazení drahých legujících prvků levnými legovacími prvky pro navrhování slitinových komponent, zlepšení výkonu při zpracování slitin a navrhování procesů přípravy a zpracování.
Způsoby, jak zlepšit obrobitelnost titanových slitin
Zlepšit výkon při zpracování titanové slitiny, především přidáním slitinových prvků, na jedné straně zlepšit deformační schopnost titanové slitiny za studena a za tepla, zlepšit deformační schopnost slitiny, zlepšit výtěžnost slitiny, čímž se sníží náklady; na druhé straně zlepšit výkon obrábění slitiny. Zlepší se účinnost obrábění slitiny a kvalita povrchu, čímž se sníží náklady.
V současnosti existuje mnoho slitin titanu, které byly úspěšně navrženy pro zlepšení zpracovatelského výkonu slitin titanu, jako je japonská titanová slitina SP700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo{{5} }Fe), který má dobrou superplasticitu; japonská titanová slitina DAT52F (Ti- 3Al -2V -0.2Si -0.47Ce -0.27La), která má vynikající obrobitelnost; Americká slitina 21s (Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si), která má vynikající zpracovatelnost za studena atd. Titanová slitina SP700 dosahuje superplasticity slitiny zvýšením obsahu izomorfních -fázově stabilních prvků Mo, V a stabilních prvků eutektoidního typu Fe při současném snížení jeho bodu fázového přechodu a zlepšení difúzní kapacity -fáze. Titan SP700 Slitina může vykazovat superplasticitu při (770-800) stupni a tažnost může dosáhnout 2000 %. Ve srovnání s titanovou slitinou TC4 má titanová slitina SP700 vyšší pevnost a plasticitu, lepší odolnost proti únavě a lepší zpracovatelnost za studena i za tepla. Rychlost zpracování za studena může dosáhnout 70%; Slitina DAT52F je doplněna prvky vzácných zemin, aby měla vynikající obrobitelnost.
Použití rozumného designu zpracování může zajistit, že slitina bude mít dobrý zpracovatelský výkon a získat obrovské výhody. Například Timetal62S vyvinutý společností Timet Company ze Spojených států s Fe-Mo namísto Al-Mo předslitiny má cenu 75 % až 80 % ceny Ti-6AL-4V ELI Titanium Bar a má vynikající zpracovatelnost za studena i za tepla a lze jej použít pro zpracování na plechové výrobky pro letectví a kosmonautiku. Dalším příkladem je použití plášťové pece k přípravě Ti-6Al-4V-0.25O bohatého na kyslík za podmínky uvolnění obsahu kyslíku. Jeho odolnost proti průstřelu, mechanické vlastnosti a zpracovatelnost jsou lepší než Ti-6AL-4V ELI Titanium Bar, ale cena je nižší.
Technologie tepelného vodíkového zpracování titanové slitiny vyvinutá na konci 70. a 80. let 20. století je velmi účinným prostředkem ke zlepšení zpracovatelských vlastností titanových slitin. Technologie tepelného zpracování vodíkem využívá hlavně vodíkem indukovanou fázovou transformaci, plasticitu vodíku a reverzibilní legování. , Rekonstruujte mikrostrukturu tak, aby bylo dosaženo účelu zlepšení zpracovatelského výkonu slitiny titanu. Na technologii tepelného zpracování vodíku bylo provedeno mnoho výzkumných prací doma i v zahraničí, ale tato technologie se v průmyslu používá jen zřídka.
