Vývoj nízkonákladových zliatin titánu a spôsoby zlepšenia výkonu spracovania
Ti-6AL-4V ELI titánová tyčmá výhody vysokej špecifickej pevnosti, dobrej odolnosti proti korózii a vysokej teplote a je široko používaný v leteckom a kozmickom priemysle, námornom strojárstve, chemickom priemysle, metalurgii, medicíne a zdravotníctve a iných oblastiach. S rozvojom svetovej ekonomiky a novým chápaním titánových materiálov v mnohých krajinách sa výskum a vývoj uskutočňoval jeden po druhom a realizovali sa praktické aplikácie v mnohých oblastiach. Najmä rýchly rozvoj leteckého, petrochemického a lodiarskeho priemyslu ďalej podporil výskum, vývoj a výrobu titánových materiálov v rôznych krajinách. Avšak vzhľadom na vlastnosti výroby a spracovania titánových materiálov je jeho výrobný proces komplikovaný, proces spracovania je dlhý a výťažok hotových výrobkov je nízky, takže náklady na jeho hotové výrobky sú už dlhú dobu vysoké, čo značne obmedzuje jeho využitie v civilnej oblasti. Z tohto dôvodu sa výskum a vývoj technológie výroby nízkonákladových materiálov z titánových zliatin stal stredobodom súčasného výskumu.
Dnes vám predstavíme nápady na vývoj nízkonákladových zliatin titánu v priemysle a spôsoby, ako zlepšiť výkonnosť spracovania titánových zliatin:
Nápady na vývoj lacných zliatin titánu
S rozvojom metalurgickej technológie titánu a titánových zliatin a vedeckého a technologického pokroku majú titánové a titánové zliatiny široké možnosti využitia v letectve, chemickej metalurgii, lodiach, automobiloch, stavebníctve, zdravotníckom vybavení a športovom tovare. Avšak v dôsledku charakteristík vysokej chemickej aktivity, nízkej tepelnej vodivosti, ťažkej deformácie a vysokých požiadaviek na kontrolu tepelného spracovania titánu a titánových zliatin je veľmi ťažké extrahovať, taviť a spracovávať titán, čo zvyšuje výrobné náklady titánu. výrobky sú drahé a obmedzuje kvalitu titánu. Široká aplikácia produktov, takže doma aj v zahraničí sa vykonalo veľa výskumov na zníženie výrobných a spracovateľských nákladov na výrobky z titánu a zliatin titánu.
V súčasnosti sú hlavnými spôsobmi zníženia nákladov na titánové produkty: nahradenie drahých legujúcich prvkov lacnými legovacími prvkami pri navrhovaní zliatinových komponentov, zlepšenie výkonu pri spracovaní zliatin a navrhovanie procesov prípravy a spracovania.
Spôsoby, ako zlepšiť opracovateľnosť titánových zliatin
Zlepšiť výkon spracovania titánovej zliatiny, hlavne pridaním zliatinových prvkov, na jednej strane zlepšiť deformačnú schopnosť titánovej zliatiny za studena a za tepla, zlepšiť deformačnú schopnosť zliatiny, zlepšiť výťažnosť zliatiny, čím sa znížia náklady; na druhej strane zlepšiť výkon obrábania zliatiny. Zlepší sa účinnosť obrábania zliatiny a kvalita povrchu, čím sa znížia náklady.
V súčasnosti existuje veľa zliatin titánu, ktoré boli úspešne navrhnuté na zlepšenie spracovateľského výkonu titánových zliatin, ako napríklad japonská titánová zliatina SP700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo{{5} }Fe), ktorý má dobrú superplasticitu; japonská titánová zliatina DAT52F (Ti- 3Al -2V -0.2Si -0.47Ce -0.27La), ktorá má vynikajúcu opracovateľnosť; Americká zliatina 21s (Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si), ktorá má vynikajúcu spracovateľnosť za studena atď. Zliatina titánu SP700 dosahuje superplasticitu zliatiny zvýšením obsahu izomorfných -fázovo stabilných prvkov Mo, V a stabilných prvkov eutektoidného typu Fe pri súčasnom znížení jeho bodu fázového prechodu a zlepšením difúznej kapacity -fáza. Titán SP700 Zliatina môže vykazovať superplasticitu pri (770-800) stupni a predĺženie môže dosiahnuť 2000 %. V porovnaní s titánovou zliatinou TC4 má titánová zliatina SP700 vyššiu pevnosť a plasticitu, lepší únavový výkon a lepšiu spracovateľnosť za studena a za tepla. Rýchlosť spracovania za studena môže dosiahnuť 70%; Zliatina DAT52F je pridaná s prvkami vzácnych zemín, aby mala vynikajúcu opracovateľnosť.
Použitie rozumného dizajnu spracovania môže spôsobiť, že zliatina bude mať dobrý výkon pri spracovaní a získa obrovské výhody. Napríklad Timetal62S vyvinutý spoločnosťou Timet Company zo Spojených štátov s Fe-Mo namiesto Al-Mo predzliatiny má cenu 75 % až 80 % nákladov na Ti-6AL-4V ELI Titanium Tyčinka a má vynikajúcu spracovateľnosť za studena aj za tepla a možno ju použiť na spracovanie na plechové výrobky pre letectvo a kozmonautiku. Ďalším príkladom je použitie plášťovej pece na prípravu Ti-6Al-4V-0.25O bohatého na kyslík pod podmienkou uvoľnenia obsahu kyslíka. Jeho odolnosť voči priestrelu, mechanické vlastnosti a spracovateľnosť sú lepšie ako Ti-6AL-4V ELI Titanium Bar, ale náklady sú nižšie.
Technológia tepelného spracovania titánovej zliatiny vodíkom vyvinutá koncom 70. a 80. rokov 20. storočia je veľmi účinným prostriedkom na zlepšenie spracovateľských vlastností titánových zliatin. Technológia tepelného spracovania vodíka využíva hlavne vodíkom indukovanú fázovú transformáciu, plasticitu vodíka a reverzibilné legovanie. , Rekonštruujte mikroštruktúru tak, aby sa dosiahol účel zlepšenia výkonu spracovania titánovej zliatiny. V oblasti technológie tepelného spracovania vodíka sa vykonalo veľa výskumných prác doma aj v zahraničí, ale táto technológia sa v priemysle používa len zriedka.
