Гаряча і холодна обробка титанових сплавів

Гаряча обробка та холодна обробка як два основні методи формуваннятитанові сплави, демонструють чітко різні характеристики процесу, переваги продуктивності та сценарії застосування на основі різних температурних механізмів і принципів деформації.

 

 

Ключовою відмінністю між гарячою та холодною обробкою є температура обробки відносно температури рекристалізації. Він безпосередньо визначає мікроструктуру і властивості матеріалу.

 

Гаряча робота: Проводиться вище температури рекристалізації, усуває зміцнення за рахунок динамічної рекристалізації та забезпечує легке формування.

 

Холодна обробка: Проводиться при кімнатній температурі або нижче температури рекристалізації, деформується через дислокаційне ковзання з очевидним робочим зміцненням і без значної динамічної рекристалізації.

 

 

(I) Гаряча робота

Щоб реалізувати формування заготовок великого-розміру, усунути-дефекти лиття, оптимізувати мікроструктуру, зменшити стійкість до деформації та підвищити ефективність виробництва.

 

Типові процеси та характеристики

Основні процеси: гаряче кування, гаряча прокатка, гаряче пресування.

 

Основні контрольні точки

Навколишнє середовище: титанові сплави схильні до окислення та водневої крихкості за високих температур. Вимагає обробки в інертному або вакуумному середовищі.

Зміна температури: суворо контролюйте температуру нагрівання, час витримки та швидкість охолодження, щоб уникнути грубих зерен, недостатньої пластичності або надмірної внутрішньої напруги.

 

Технічні труднощі

Координовано контролюйте "температуру, навколишнє середовище та деформацію" та вирішуйте проблеми окислення, водневої крихкості, накопичення тепла та дефектів деталей.

 

(II) Холодна обробка

Щоб точно контролювати точність розмірів, підвищити міцність і оптимізувати якість поверхні за допомогою зміцнення, а також адаптуватися до точних деталей невеликого-розміру.

 

Типові процеси та характеристики

Холодна прокатка: Уточнює товщину пластин із допуском до ±0,05 мм і покращує точність розмірів.

Холодний малюнок: Виробляє високо{0}}точні дроти та прутки з титанового сплаву шляхом протягування через форми.

Холодне ротаційне обтискання: має гладку поверхню та високу точність, підходить для малих-серій спеціальної-форми, і може покращувати зернистість для підвищення міцності.

 

Основні контрольні точки

Величина деформації: деформація за один-прохід становить менше 15%, щоб запобігти руйнуванню матеріалу.

Проміжний відпал: Відпал при 650-700 градусах протягом 1-2 годин потрібен між багатопрохідною обробкою для усунення стресу та відновлення пластичності.

Захист поверхні: суворо контролювати обробку поверхні інструментів; високо{0}}точні вироби потребують подальшого полірування, щоб уникнути подряпин.

 

Технічні труднощі

Подолайте зниження пластичності, спричинене робочим зміцненням, щоб запобігти розтріскуванням; точно контролювати розмірну та залишкову напругу, особливо для високо-міцних титанових сплавів, щоб збалансувати міцність і пластичність.

 

 

(I) Відмінності в мікроструктурі

Гаряча робота: Динамічна рекристалізація відбувається при високих температурах, утворюючи однорідні рівновісні зерна, усуваючи наклеп і покращуючи ізотропію.

Холодна обробка: Не відбувається динамічної рекристалізації з накопиченням щільності дислокацій; зерна подовжені та витончені, а деякі можуть утворювати нанорозмірні зерна та структуру переважної орієнтації, таким чином покращуючи міцність.

 

(II) Відмінності в макроскопічних властивостях

Механічні властивості: Гаряча обробка забезпечує відмінні комплексні властивості зі збалансованим поєднанням міцності, пластичності та в'язкості, що підходить для складних сценаріїв навантаження; холодна обробка покращує міцність, твердість і стійкість до зношування, одночасно зменшуючи пластичність, підходить для сценаріїв високої-міцності, високої{1}}точності та одноразового-напруження.

 

Якість поверхні: Поверхня після гарячої обробки має оксидний шар і високу шорсткість, що вимагає подальшої обробки; поверхня після холодної обробки вільна від оксидного шару та мало шорсткості з гладкою обробкою, без необхідності складної подальшої обробки.

 

Точність розмірів: На гарячу обробку впливають теплове розширення та звуження, що призводить до низької точності та великого допуску; холодна обробка має стабільну температуру, високу точність і малий допуск, підходить для виробництва точних деталей.

 

 

1. Застосування гарячої обробки

Аерокосмічна: конструкції крил, диски турбін авіа-двигунів, лопаті тощо. Комплексне формування досягається за допомогою гарячого/ізотермічного кування для забезпечення однорідної мікроструктури, високої міцності та в’язкості.

 

Морська техніка: Пропелери, компоненти з титанового сплаву для морських платформ, які покращують міцність і стійкість до корозії для адаптації до морського середовища.

 

Підготовка базових заготовок: Злитки титанового сплаву виготовляються в пластини, прутки та труби шляхом гарячого кування та гарячої прокатки, щоб отримати заготовки для подальшої обробки.

 

2. Застосування холодної обробки

Медична промисловість: Штучні суглоби, ортопедичні імплантати тощо. Холодна прокатка/холодна ротаційна штампування забезпечує точність, обробку поверхні та міцність відповідно до вимог біосумісності.

 

Точні прилади: прецизійні шестерні, корпуси датчиків тощо, що забезпечують високу-точність формування та стабільність узгодження.

 

Високоякісне{0}}обладнання: прецизійні компоненти для нового енергетичного та інтелектуального обладнання, підвищення міцності та зносостійкості та подовження терміну служби.

 

3. Гаряча-холодна синергетична обробка

У виробництві титанові сплави зазвичай обробляються гарячою обробкою для формування та холодною обробкою для покращення властивостей. Візьмемо пластини з титанового сплаву Gr5 як приклад:

 

• Гаряча прокатка при високій температурі для усунення-дефектів лиття

 

• Холодна прокатка для зменшення товщини з проміжним відпалом для усунення наклепу

 

• Остаточний вакуумний відпал для зняття напруги

 

Це створює високо{0}}точні, високо{1}}ефективні пластини, які відповідають суворим вимогам аерокосмічного та медичного застосування.

 

Ruihang Group в основному виробляє вироби з титану та титанових сплавів.Щоб дізнатися більше, зв'яжіться з нами на електронну адресу: Sam.Rui@bjrh-titanium.com