Gr23 Badania procesu walcowania prętów tytanowych

Stop tytanu Gr23 to wysokowydajny materiał powszechnie stosowany w technologii lotniczej i kosmicznej, a jego najbardziej godnymi uwagi cechami są lekkość, wysoka wytrzymałość, dobra wytrzymałość i odporność na korozję. Jeśli chodzi o produkcję samochodów, stop tytanu jest jedynym materiałem metalicznym o wysokiej wytrzymałości, małej gęstości, doskonałej odporności na zmęczenie i korozję oraz niskim module sprężystości, dlatego idealnie nadaje się do produkcji samochodów. Ponadto stop tytanu jest również powszechnie stosowany w sprzęcie medycznym, sprzęcie chemicznym, materiałach wojskowych (wojskowe pręty tytanowe TC4, płyta tytanowa) i sprzęcie sportowym (tytanowe kije golfowe) i innych kategoriach. Ze względu na złożoność technologii przetwarzania, cena materiału jest wysoka, co jest główną przyczyną kształtowania się wysokich cen produktów. Stop tytanu i wiele metali stopowych, także tytan i niektóre przydatne komponenty metalowe spełniające wymagania dotyczące wydajności materiału, ale jego główne składniki tytanu stanowiły ponad 90%. Powszechnie stosowane w technologii lotniczej są dwa stopy, zarówno Ti6AL4V (6% aluminium, 4% wanadu, 90% tytanu), jak i Ti3AL2.5V (3% aluminium, 2,5% wanadu, 94,5% tytanu).

TC4 titanium alloy has good room temperature and high temperature mechanical properties, is widely used in the manufacture of aerospace structural components and aero-engine fans, drums, etc., has accounted for more than 50% of the total amount of titanium alloy for aviation. Many load-bearing structural parts of the aircraft, especially the variable cross-section structural parts require raw materials titanium rods with good notched stress fracture properties, the purpose is to ensure that the parts in the state of high stress concentration has a strong inhibition of crack initiation and expansion of the ability not to fracture failure. The upper limit of the specification of this type of TC4 titanium alloy bar in the relevant domestic technical standards is >220 mm i obecnie nie ma publicznego raportu z badań procesu przygotowania pręta ze stopu tytanu TC4 wymagającego odporności na pękanie naprężeniowe w kraju i za granicą. Powszechnie uważa się, że wyższa zawartość wodoru lub gorsza jednorodność organizacji stopów tytanu TC4 zmniejszy ich właściwości pękania naprężeniowego w temperaturze pokojowej (1). W przemysłowej produkcji masowej częstsze jest również zjawisko nieprawidłowego pękania takich prętów na skutek nieprawidłowego procesu.
Kiedy środkowa i dolna rolka toczą się po materiale, siła toczenia środkowych rolek nadal uderza, tak że ukośny klin urządzenia zapobiegającego poluzowaniu szybko ulega zniszczeniu, w rolkach o ustalonym stabilnym stanie ulega zniszczeniu; dostosowany typ otworu, przy czym środkowe rolki w tym samym stabilnym stanie ulegają zniszczeniu i zmianie, co wpływa na stabilność rozmiaru prętów tytanowych i ostatecznie wpływa na jakość gotowego produktu; w procesie walcowania, aby zapobiec zużyciu cieplnemu struktury klejonej płytki drewnianej, kubek należy zalać wodą chłodzącą na medium klejące z drewna w celu ochłodzenia i smarowania! W procesie walcowania, aby zapobiec nagrzewaniu się i zużyciu konstrukcji klejonej płytki, należy wlać wodę chłodzącą na środek klejący w celu schłodzenia i smarowania, a zimna woda jest często natryskiwana na powierzchnię rolek, co sprawia, że powierzchnia kęsa i przelewu bardzo szybko spadają, zwłaszcza przy walcowaniu tytanu i stopów tytanu, ze względu na słabą przewodność cieplną tytanu i stopów tytanu, różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz złego materiału jest jeszcze większa, co jest nie sprzyja równomiernemu odkształceniu kęsa i nie jest zapewniona dokładność walcowania; skośny klin jest zamocowany po stronie, opór tarcia jest duży, a zużycie energii elektrycznej jest również duże podczas walcowania, a nawet jeśli przyjmiemy silnik o mocy 630 kW, często występuje również zjawisko grzęźnięcia, wpływające na produkcję. Po zmianie konstrukcji walcarki 250 z płytek gumowych na konstrukcję nośną, wielkość walcowanych prętów z tytanu i stopów tytanu jest stabilna, poprawia się jakość powierzchni zewnętrznej i zwiększa się współczynnik plastyczności.

Zgodnie z obowiązującymi normami technicznymi, zapewniającymi super-specyfikację pręta ze stopu tytanu TC4 o średnicy 350 mm, przy założeniu zapewnienia niezmienionych właściwości mechanicznych wskaźników, wymagane jest zwiększenie poziomu wykrywania defektów ultradźwiękowych od oryginalne mniejsze specyfikacje pręta GB/T5193 na poziomie B do poziomu A, w związku z czym zrealizowano specjalne zapotrzebowanie na wielkogabarytowe pręty ze stopu tytanu TC4, przygotowanie odpowiednich badań procesowych. Niska organizacja<^50mm TC4 titanium alloy bar in forging state prepared by two processes. As can be seen from Figure 1, the uniformity of the low-fold organization of TC4 titanium alloy bars prepared by Process 1 is poor, showing the transition from the fuzzy crystals at the edge to the semi-sharp crystals at the center; the uniformity of the low-fold organization of bars prepared by Process 2 is good, and the whole specimen is in the fuzzy crystal state. This indicates that the use of process 1 for forging, ingot and intermediate billet heart organization is not enough to break and refine the degree of its total deformation is directly related to the small amount of deformation, due to the titanium alloy deformation resistance is larger, coupled with large size titanium bar billet size, a single straight uprooting deformation is also difficult to ensure that the billet heart deformation is sufficient. And process 2 make full use of 4500t fast forging machine large tonnage forging pressure, make large size billet in the two-phase area after upsetting and pulling deformation, to ensure the forging permeability of the billet, and the use of anvil pulling to reduce the billet deformation of the "dead zone", so that the billet of the different parts of the billet are fully deformed, and get a good crushing and refinement of good consistency of the organization.
(1) Przyjmując proces kucia otwierania kęsów w obszarze fazy p i spęczania + ciągnienia prostego w obszarze dwufazowym, możemy przygotować pręty ze stopu tytanu TC4 o dużych specyfikacjach moreli 350 mm, które mogą spełnić wymagania techniczne dostaw pod względem organizacja, wydajność i poziom wykrywania wad.
(2) Dobra organizacja pierwotnej, izoosiowej fazy a sprzyja poprawie odporności na pękanie naprężeniowe w temperaturze pokojowej, kierunek silnej konsystencji organizacji w fazie a krótkiego pręta zmniejszy skuteczność pękania naprężeniowego.

Wyboczone pręty ze stopu tytanu TC4 o średnicy 5{1{15}}}}mm, otrzymane w wyniku kucia w dwóch procesach, pocięto wzdłuż kierunku wzdłużnego na długość 75mm do zwykłego wyżarzania w dwóch temperaturach, z reżimami wyżarzania Ml (720x2h /AC) i M2 (790t:x2h/AC), odpowiednio. Obserwuj gołym okiem organizację pręta przy małym powiększeniu po kuciu; odpowiednio, przechwycić próbki metalograficzne wzdłuż kierunku poprzecznego w górnej 1/2 promienia okładziny pręta w stanie odkuwkowym i po obróbce wyżarzania i obserwować mikrostrukturę za pomocą mikroskopu optycznego 0LMPUS. Podczas wyżarzania pręt o promieniu 1/2 wzdłuż linii podłużnej, w celu uzyskania półproduktów, poddany obróbce mechanicznej w celu spełnienia standardowych parametrów wytrzymałości na rozciąganie i pękanie naprężeniowe w temperaturze pokojowej próbek do badań, przy użyciu maszyny do prób rozciągania lnStron4507 i próby rozciągania z karbem DN2 maszyna na próbkach do badania właściwości mechanicznych, obserwacja pękania naprężeniowego próbki w obszarze karbu mikrostruktury. Do przeprowadzenia ultradźwiękowych badań nieniszczących gotowych prętów ze stopu tytanu TC4 uzyskanych w obu procesach wykorzystano defektoskop ultradźwiękowy S0NIC VFD.