TC4, TC6, TC11 i inne pręty ze stopów tytanu oraz proces ich obróbki cieplnej

Tytan jest bardzo stabilny w powietrzu w temperaturze pokojowej, po podgrzaniu do 400 ~ 550 stopni tworzy na powierzchni warstwę stałego filmu tlenkowego, zapobiegając dalszemu utlenianiu, zapewniając efekt ochronny. Absorpcja tlenu, azotu i wodoru przez tytan jest bardzo silna, ten rodzaj gazu jest bardzo szkodliwy dla metalicznych zanieczyszczeń tytanowych, nawet jeśli zawartość jest bardzo mała (0,01% ~ 0,005%) może również poważnie wpłynąć na jego właściwości mechaniczne.
W związkach tytanu najbardziej praktyczną wartością jest dwutlenek tytanu (TiO2). ti02 jest obojętny dla organizmu ludzkiego, nietoksyczny, posiada szereg doskonałych właściwości optycznych. Ti02 nieprzezroczysty, połysk i białość, współczynnik załamania światła i siła rozpraszania, silna siła krycia, dobra dyspersja, wykonany z pigmentów do białego proszku, powszechnie znanego jako dwutlenek tytanu, jest szeroko stosowany. Wygląd prętów tytanowych i stali jest bardzo zbliżony do gęstości 4,51 g / cm, mniej niż 60% stali, metali ogniotrwałych w najniższej gęstości elementów metalowych. Bardzo istotne są właściwości mechaniczne tytanu, które są powszechnie znane jako właściwości mechaniczne i czystość. Tytan o wysokiej czystości ma doskonałą skrawalność, wydłużenie, skurcz przekroju są dobre, ale niską wytrzymałość, nie nadaje się do materiałów konstrukcyjnych. Przemysłowy czysty tytan zawiera umiarkowaną ilość zanieczyszczeń, ma wysoką wytrzymałość i plastyczność, nadaje się do wytwarzania materiałów konstrukcyjnych.

Stopy tytanu mają niską wytrzymałość i wysoką plastyczność, średnią wytrzymałość i wysoką wytrzymałość, dla 200 (niska wytrzymałość) do 1300 (wysoka wytrzymałość) MPa, ale ogólnie stopy tytanu można uznać za stopy o wysokiej wytrzymałości. Mają wyższą wytrzymałość niż stopy aluminium, które są uważane za średnio wytrzymałe i mogą całkowicie zastąpić niektóre rodzaje stali pod względem wytrzymałości. W porównaniu ze stopami aluminium, które szybko tracą wytrzymałość w temperaturach powyżej 150 stopni, niektóre stopy tytanu zachowują dobrą wytrzymałość w temperaturze 600 stopni. Gęsty metal tytanowy ze względu na niewielką wagę i większą wytrzymałość niż stopy aluminium, może być utrzymywany w wyższych temperaturach niż aluminium w celu uzyskania dużej wytrzymałości, do czego przemysł lotniczy przywiązuje dużą wagę. Ze względu na gęstość tytanu dla stali 57%, jego wytrzymałość właściwa (stosunek wytrzymałości do masy lub stosunek wytrzymałości do gęstości nazywany jest wytrzymałością właściwą) wysoka, odporność na korozję, utlenianie, zmęczenie są mocne, stopy tytanu, 3/4 stosowane w przemyśle lotniczym stopy konstrukcyjne jako przedstawiciel materiałów konstrukcyjnych, 1/4 stosowana jest głównie jako stopy odporne na korozję. Stop tytanu ma wysoką wytrzymałość i małą gęstość, dobre właściwości mechaniczne, wytrzymałość i odporność na korozję jest bardzo dobra. Ponadto wydajność procesu stopu tytanu jest słaba, występują trudności w cięciu i przetwarzaniu, podczas obróbki na gorąco bardzo łatwo wchłaniają się zanieczyszczenia, takie jak wodór, tlen, azot i węgiel. Ma również słabą odporność na ścieranie, proces produkcji jest złożony. Uprzemysłowioną produkcję tytanu rozpoczęto w 1948 roku. Potrzeby rozwoju przemysłu lotniczego, tak aby przemysł tytanowy rozwijał się średniorocznie na poziomie około 8%. Obecnie światowa roczna produkcja materiałów do obróbki stopów tytanu osiągnęła ponad 40,000 ton stopu tytanu gatunku prawie 30 rodzajów. Najszerzej stosowanym stopem tytanu jest Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) oraz czysty tytan przemysłowy (TA1, TA2 i TA3).
Istnieją 3 rodzaje procesów obróbki cieplnej prętów tytanowych i prętów ze stopów tytanu, jak następuje:
(1) obróbka roztworem stałym i starzenie: celem jest poprawa jego wytrzymałości, stopu tytanu i stabilnego stopu tytanu nie można wzmocnić obróbką cieplną, przy produkcji jedynie przez wyżarzanie. + stop tytanu i zawiera niewielką ilość fazy niestabilnego stopu tytanu, może być poddany obróbce roztworem stałym i starzeniu, aby stop był dodatkowo wzmocniony.
(2) Wyżarzanie odprężające: ma na celu wyeliminowanie lub zmniejszenie naprężeń szczątkowych powstających podczas przetwarzania. Zapobiegaj atakom chemicznym i zmniejszaj deformacje w niektórych środowiskach korozyjnych.
(3) wyżarzanie całkowite: celem jest uzyskanie dobrej wytrzymałości, poprawa obrabialności, sprzyjanie ponownej obróbce, a także poprawa stabilności wielkości i organizacji.