ASTM B381'e göre Gr12 Titanyum Dövmeler: Beta Ayrıştırma ve Soğutma Kontrolü

Dövme Alaşımı Olarak Sınıf 12

Sınıf 12 (UNS R53400, Ti-0.3Mo-0.8Ni), titanyum dövme uygulamasında belirli bir boşluğu dolduran, kaynaklanabilir, alfaya yakın bir alaşımdır. Yaklaşık 300°C'ye kadar faydalı dayanıklılık, klorürlere ve hafif indirgeyici ortamlara karşı güçlü direnç ve paladyumla değiştirilmiş kalitelerin çok altında bir maliyet sunar. Bu kalitedeki dövme parçalar ASTM B381'e göre üretilir; burada alaşım Sınıf F-12 olarak görünür, kimyası ve özellikleri ASTM B348 ve ASTM B338'in dövme limitlerine uygundur.

Alaşımsız titanyum yaklaşık 1668°C'de erir ve Derece 12'deki alaşım ilaveleri erime aralığını yalnızca biraz daraltır, dolayısıyla yaklaşık 1600°C'lik bir rakam bir erime noktasından ziyade bir yaklaşımdır. Altıgen alfa fazının vücut merkezli kübik betaya dönüştüğü beta transus, 875 °C civarındadır; bu, alaşımsız titanyumun 882 °C'sinin biraz altındadır çünkü molibden ve nikelin her ikisi de beta stabilizatörleridir. Kütük seçiminden bitirme sıcaklığına ve soğutma hızına kadar her dövme kararı bu transusa göre değerlendirilir.

Erimeden Kaynaklanan Kusurlar: Beta Ayrışması ve Beta Fleck

Titanyumdaki çoğu dövme reddi, preste oluşturulmak yerine külçeden miras alınır ve ilgili iki kusur hakimdir.

Beta ayrımınominal bileşime göre beta stabilize edici elementler açısından zenginleştirilmiş veya tükenmiş bir bölgedir. Katılaşma sırasında molibden ve nikel ayrışır ve bu kanalları parçalamak ve homojenleştirmek için birden fazla vakumlu ark yeniden eritme geçişi kullanılır.

Beta lekesifarklı bir yapıya ve sertliğe sahip, küçük, uzun bir bölge olarak dövmeden sağ kurtulan, beta açısından zengin lokalize bir alandır. Tek başına kimya ile tespit edilmesi zordur ve genellikle ultrasonik inceleme veya aşındırma sonrasında tahrip edici kesit alma yoluyla bulunur.

Her ikisi de yorulma ömrünü ve sünekliği azaltır ve her ikisi de dökümhanede hammadde kalitesi, elektrot yapısı, erime hızı ve eritme geçişlerinin sayısı ile kontrol edilir. Bir demirhane atölyesi bunları tespit edip ayırabilir; onları kaldıramaz. Bu nedenle dövme stoğu, üzerinde anlaşılan bir kabul seviyesine göre ultrasonik muayene ile satın alınmalıdır ve her bir dövme için ısı ve külçe izlenebilirliği, evrak işlerinden ziyade gerçek bir kalite kontrol aracıdır.

Dövme Sıcaklığı Pencereleri ve Transus

Alfa-beta dövme ve beta dövme arasındaki seçim, bitmiş parçanın karakterini belirler.

İki sıcaklık kuralı daha önemlidir. Transusun üzerindeki herhangi bir aşamada aşırı ısınma, daha sonra hiçbir alfa-beta çalışmasının veya ısıl işlemin tersine çeviremeyeceği kalıcı tane büyümesi yaratır, bu nedenle fırın kontrolü ve termokupl kalibrasyonu kritik öneme sahiptir. Yaklaşık 700°C'nin altında alaşım çok daha az dövülebilir hale gelir ve tek bir soğuk pres darbesinden sonra yüzey çatlaması veya iç kesme meydana gelebilir.

Deformasyon, Soğuma Hızı ve Nihai Yapı

Deformasyon, döküm yapıyı işlenmiş yapıya dönüştürür ve gözenekliliği kapatır, ancak bu yalnızca gerinim yeterince sıcak uygulandığında ve yeterince derine dağıtıldığında gerçekleşir. Soğuk merkezli yüzey gerilimi iç kusurlara dokunulmaz; bu nedenle pratik kontroller arasında geçiş başına yeterli azaltma, uygun örs geometrisi ve açık kalıp işinde gerilimi bölüm boyunca dağıtmak için iş parçasının tekrarlanan dönüşü yer alır.

Son dövme adımından sonraki soğuma hızı, alfa morfolojisini ve dolayısıyla mukavemet ve süneklik dengesini kontrol eder.

Havayla soğutma, daha yüksek mukavemet ve bir miktar süneklik kaybıyla birlikte daha ince iğnemsi alfa üretir.

Fırın soğutması veya başka bir kontrollü yavaş soğutma, daha düşük mukavemet ve geliştirilmiş süneklik ile daha kaba alfa üretir.

Kesit kalınlığı önemlidir, çünkü ağır bir dövme çekirdeğinde yavaşça ve yüzeyinde hızla soğur. Bu nedenle bir parça birden fazla mikro yapı içerebilir ve birçok yerde karakterize edilmelidir.

Isıtma Atmosferi, Hidrojen ve-Dövme Sonrası İşleme

Titanyum yaklaşık 400 C'nin üzerindeki havayla reaksiyona girerek oksijenle zenginleştirilmiş bir alfa durumu oluşturur ve nem veya hidrokarbonların varlığında hidrojeni emer. Dövme sıcaklıklarında reaksiyon hızlıdır.

Kontrollü atmosfere sahip bir fırında veya en azından hafif azaltıcı, nemsiz ve kükürtsüz bir alevle ısıtın ve periyodik kupon kontrolleriyle atmosferi doğrulayın.

Son boyutsal bitirme öncesinde ASTM B600 uygulamasına göre işleyerek veya nitrik-hidroflorik banyoda asitleme yaparak alfa kasasını çıkarın.

Hidrojeni Sınıf 12 için izin verilen maksimum %0,015'in altında tutun çünkü fazla hidrojen kırılgan hidritler oluşturur ve darbe dayanıklılığını azaltır.

ASTM E2375 gibi üzerinde anlaşmaya varılan bir prosedüre göre ultrasonik muayene, normalde kritik dövmeler için boyut kontrolleri ve gerekli yapının metalografik doğrulamasıyla birlikte belirtilir.

Bitmiş dövme, dövme sıcaklıklarını, soğutma uygulamasını, ısıl işlemi ve muayene sonuçlarını belirten belgelenmiş bir rota ile gelmelidir çünkü bu seçimlere bağlı olarak aynı geometri çok farklı özelliklerle üretilebilir.

SSS

S: Beta beneği nedir ve neden önemlidir?
Külçedeki segregasyondan arta kalan lokalize beta bakımından zengin bir bölgedir. Yapısı ve sertliği çevredeki metalden farklıdır, yorulma başlangıç ​​noktası görevi görür ve yalnızca erime aşamasında kontrol edilebilir.

S: Kaba dövme bir yapı ısıl işlemle düzeltilebilir mi?
Tahıl büyümesinin söz konusu olduğu yerde değil. Aşırı ısınma nedeniyle oluşan önceki kaba beta taneleri daha sonraki ısıl işlemle rafine edilemez; yalnızca transusun altında daha fazla sıcak çalışma onları rafine eder.

S: Hangi standart 12. Sınıf dövmeleri kapsar?
Alaşımın Sınıf F-12 olarak göründüğü ASTM B381 ve ASME SB381, ASTM B348 gibi malzeme spesifikasyonları ve ASTM B600'ün tufal giderme uygulamasıyla desteklenir.

S: Alfa-beta dövme mi yoksa beta dövme mi kullanılmalı?
Sünekliğin ve yorulma direncinin önemli olduğu genel yapı, valf ve pompa bileşenleri için transusun altında alfa-beta dövme tercih edilir. Beta dövme, daha yüksek sıcaklık dayanımının gerekli olduğu yerlerde kullanılır ve azaltılmış süneklik ile kabul edilir.

S: Hidrojen dövme işlemine nasıl girer?
Nemli fırın atmosferlerinden, kirlenmiş yakıttan, yağlayıcılardan ve dekapaj banyolarından. Hidritler alaşımı kırılganlaştırdığı için kontrol edilmesi gerekir, bu nedenle hidrojen yalnızca gelen kütük yerine bitmiş parça üzerinde kontrol edilir.