Analiza tehnologije obdelave titana

Kot visoko{0}}zmogljiv kovinski material,titan kaže posebnost in kompleksnost svojih tehnoloških lastnosti.
 

Plastičnost: pri sobni temperaturi imajo čisti titan in titanove zlitine nizko plastičnost z veliko manjšim raztezkom in zmanjšanjem površine kot pri nizko-ogljičnem jeklu in čistem aluminiju. Lahko se zlomi. Znotraj določenega visokega-temperaturnega območja je plastičnost izboljšana, kar jim omogoča, da prenesejo velike deformacije. Obdelava titana s tlakom se večinoma izvaja v vročem stanju, izogibati pa se je treba obdelavi v "modri krhki coni" 200–500 stopinj, sicer lahko pride do utrjevanja in razpok.

Odpornost na deformacijo: Titan ima visoko trdnost in njegova odpornost na deformacijo pri visokih temperaturah je še vedno večja kot pri nizko{0}}ogljikovem jeklu in aluminijevih zlitinah. Obdelava zahteva veliko moč opreme in povzroča močno obrabo plesni. Tesno je povezana s temperaturo obdelave in hitrostjo deformacije: povišanje temperature lahko znatno zmanjša odpornost proti deformaciji, vendar jo je treba nadzorovati pod temperaturo faznega prehoda; deformacija z nizko-hitrostjo je bolj ugodna za plastično tečenje titana in zmanjša tveganje za nastanek razpok.

Možnost kovanja: Uporabiti je treba metodo "majhne deformacije, več prehodov", da se izognete notranjim razpokam, ki jih povzroči-enkratna velika deformacija. Po kovanju je potrebno hitro ohlajanje, da se prepreči neenakomeren -fazni razpad. Primeren je za postopke, kot so stiskanje, risanje in prebijanje. Odkovki imajo gosto notranjo strukturo in odlične mehanske lastnosti ter se pogosto uporabljajo v strukturnih delih na področju letalstva.

Valjalnost: Titan ima odlično valjarnost pri visokih temperaturah, pri čemer je temperatura valjanja podobna temperaturi kovanja. Potrebna je oprema za neprekinjeno vroče valjanje v kombinaciji z zaščito inertnega plina. Čisti titan in nizko{2}}legirane titanove zlitine (Gr1, Gr2, Gr5) imajo dobro valjanost in se lahko uporabljajo za izdelavo plošč, profilov, cevi in ​​drugih izdelkov.

Možnost ekstrudiranja: Možnost ekstrudiranja titana je odvisna od "visoke temperature + zaščite pred vakuumom/inertnim plinom". Čisti titan z dobro plastičnostjo in titanova zlitina tipa + Gr5 sta primerna za obdelavo z ekstruzijo in lahko izdelujeta profile s kompleksnimi-prerezi (kot so profili lopatic letalskih-motorjev). Za ekstruzijo se uporablja postopek vročega iztiskanja: temperatura predgretja kalupa je približno 400-600 stopinj, hitrost iztiskanja je počasna, po iztiskanju pa se izvede hitro hlajenje, da se zagotovi natančnost dimenzij in enotna struktura odsekov.

III. Učinkovitost varilne tehnologije
Varljivost: V širšem smislu ima titan dobre lastnosti varjenja, vendar je potrebna stroga izolacija od zraka. V ožjem smislu ima titan nizko občutljivost na razpoke zvarov, vendar so visoko{1}}legirane titanove zlitine nagnjene k hladnim razpokam. Med postopkom varjenja sta bazen staline in toplo-prizadeta cona nagnjena k reakciji s kisikom in dušikom, da tvorita krhek in trd Ti₂O₃ in TiN, da zmanjšata žilavost zvarjenega spoja. Hitro ohlajanje je nagnjeno k oblikovanju martenzitne strukture, kar poveča trdoto in tveganje za razpoke spoja.

Možnost oblikovanja zvarov: Staljeni titan ima slabo fluidnost, tvorjenje zvarov pa je nagnjeno k težavam, kot so neenakomerna širina, pretirana ojačitev in groba površina. Varilne parametre je treba optimizirati v kombinaciji z argonsko zaščito, da se zagotovi enakomerno in gladko oblikovanje zvara. Običajne metode varjenja vključujejo varjenje z volframovim inertnim plinom (TIG) in varjenje s plazemskim oblokom. Varilni materiali morajo uporabljati varilne žice iz titanove zlitine, ki se ujemajo s sestavo osnovne kovine, da se prepreči ločevanje sestave.
Občutljivost na razpoke zvarov: čisti titan in titanove zlitine tipa - imajo izjemno nizko občutljivost na razpoke zvarov, pri čemer so glavno tveganje vroče razpoke; Titanove zlitine tipa + in - so nagnjene k hladnim razpokam. Nadzorni ukrepi vključujejo: strogo čiščenje osnovne kovine in površine varilne žice pred varjenjem; predgretje pred varjenjem; počasno ohlajanje po varjenju in žarjenje za zmanjšanje napetosti za zmanjšanje napetosti in trdote spoja.

Nagnjenost ka-utrjevanju po varjenju: zaradi strukturne transformacije in utrjevanja s trdno raztopino imajo zvarjeni spoji iz titanove zlitine očitno nagnjenost k utrjevanju po-varjenju. Njegova trdota je običajno 10%-30% višja od trdote navadne kovine, zaradi česar je kasnejše rezanje težje. Potrebujemo toplotno obdelavo po varjenju, da izboljšamo strukturo spoja, zmanjšamo trdoto in izboljšamo žilavost ter zmogljivost obdelave. Odkrivanje napak po varjenju lahko odkrije notranje napake, kot so pore in razpoke, za varilne dele z visokimi zahtevami.