TA7, TA13, TC4, TC6 ve TC11 Titanyum Alaşımları için Dövme Sıcaklık Aralıkları

Titanyumun Dövme Penceresi Neden Çelikten Daha Dardır?

Titanyum, oda sıcaklığında altıgen, yakın-paketlenmiş bir alfa fazına ve bileşime bağlı bir beta transusun üzerinde-bir vücut-merkezli kübik beta fazına sahiptir. Dövme bir parçada önemli olan hemen hemen her özellik - alfa/beta oranı, tane boyutu, kristalografik doku ve güç ile hasar toleransı arasındaki denge -, metalin o transusa göre nasıl işlendiğine göre belirlenir. Titanyum ayrıca ısıyı zayıf şekilde iletir, gerilim-hızla sertleşir ve yaklaşık 600 derecenin üzerinde oksijeni emmeye başlar, dolayısıyla kullanılabilir pencere karbon veya alaşımlı çeliğe göre çok daha dardır. Bir kütüğü transusun çok yukarısına ısıtın ve beta tanesinin büyümesi geri döndürülemez hale gelir; bir geçişi çok soğuk bitirirseniz yüzey çatlaması, adyabatik kayma bantları veya kalıpta aşırı yük oluşur.

Bu referans, GB/T 3620.1 - TA7, TA13, TC4, TC6 ve TC11 - altında en sık belirtilen kaliteler için pratik dövme sıcaklık aralıklarını, bunların arkasındaki beta transus değerlerini ve dövmeyi spesifikasyon dahilinde tutan işlem kurallarını verir.

Dereceye Göre Beta Transus ve Faz Ailesi

Beta transus her dövme programı için referans çizgisidir. Alüminyum, oksijen ve nitrojen gibi güçlü alfa stabilizatörleri onu yükseltir; molibden, vanadyum, krom, demir ve silikon gibi beta stabilizatörler bunu düşürür.

TA7 ile ilgili not: Bu sınıf için tablo halinde verilen 930-970 derecelik değerler normalde transusun kendisini değil, pratik bir alfa+beta çalışma bandını tanımlar. Ti-5Al-2.5Sn güçlü bir şekilde alfa kararlılığına sahiptir, transusu 1040 dereceye yakındır ve bu nedenle külçe dökümü bu çizginin oldukça üzerinde başlamalıdır. Transus olarak 930-970 derecenin kullanılması, büyük boyutlu beta taneciklerine ve kaba bir Widmanstatten yapısına yol açar.

Uygulamada Dövme Sıcaklık Aralıkları

Alfa+beta dereceleri için bitirme geçişi geleneksel olarak transusun 30 - 50 derece altında biter. TC4, TC6 ve TC11'e çekme mukavemeti, yorulma ömrü ve kırılma dayanıklılığı kombinasyonunu veren ince eş eksenli veya çift modlu yapıyı üreten şey budur. Düşük-alaşımlı bir alfa kalitesi olan TA13, transusu buna uygun olarak düşük olduğundan daha düşük bir bantta işlenir.

Deformasyon Derecesi, Isıtma ve Transfer Uygulaması

Geçiş başına izin verilen deformasyona uyun. TA7 için kabul edilen aralık %30 - 50'dir; tek bir vuruşta bunun aşılması, bitmiş yüzeyde görülmeyen iç kesme çatlamasına neden olur.

Alfa+beta alanından yavaşça ısıtın. Yüzey ve çekirdek arasındaki dik termal eğim, büyük külçelerin parçalanması sırasında termal stres çatlamasına neden olur.

Fırın süresini sınırlayın. 600 derecenin üzerinde uzun süre tutulması, daha sonra makineyle işlenmesiyle çıkarılması gereken, oksijen-zengin bir alfa tabakası oluşturur; aşırı bekletme süresi aynı zamanda transusun üzerindeki beta tanelerini de kabalaştırır.

Aktarım süresini kısa tutun. Titanyum ısıyı yavaşça kaybettiğinden ancak soğuk kalıplara karşı yüzey sıcaklığı hızlı bir şekilde düştüğünden kalıbın temas penceresi kısadır; atölye uygulaması, küçük kütükleri mümkün olan birkaç saniye içinde fırından prese taşımak ve kalıpları-önceden ısıtmaktır.

Preste dövme amaçlı kütükler üzerinde cam-esaslı oksidasyon önleyici kaplamalar ve yağlayıcılar kullanın ve ısıl işlem veya kaynak öncesinde bunları çıkarın.

Asla kabaca 700 derecenin altında bitirmeyin. Bu seviyenin altında akış gerilimi keskin bir şekilde artar ve yüzey yırtılması riski beş sınıfın tamamı için kabul edilemez hale gelir.

Geçerli dövme spesifikasyonuna uygun olarak dövme sonrası ısıl işlem; Titanyum alaşımlı dövmeler genellikle ASTM B381 veya eşdeğer ulusal standarda göre, sertifikada belirtilen alaşım derecesi ve koşuluyla tedarik edilir.

Yaygın Yanılgılar

"Daha sıcak her zaman daha kolaydır."Transusun üstünde titanyum daha kolay akar, ancak beta tanecik büyümesi daha sonraki çalışmalarla tersine çevrilmez ve bitmiş parça tokluk gerekliliklerini yerine getiremeyebilir.

"Beta dövme her zaman daha iyi özellikler sağlar."Beta çalışması, bazı kalın-bölümlere ve hasara-toleranslı parçalara uygundur, ancak bu, doldurulması zor kalıplar için-bir kısayol değil, kontrollü soğutma ile kasıtlı bir işlemdir.

"Bir pencere tüm sınıflara uyar."TC4, TC6 ve TC11 kağıt üzerinde benzer görünüyor ancak transus değerleri, alüminyum içerikleri ve silikon ilaveleri pratik bantları değiştiriyor.

"Fırın ayarı kütük sıcaklığına eşittir."Zayıf iletkenlik, çekirdeğin yüzeyden onlarca derece geride kalabileceği anlamına gelir; Program ölçülen kütük sıcaklığına göre yazılmalıdır.

"Alfa davası sahte olabilir."Sertleşmiş, oksijen{0}zenginleştirilmiş katman mekanik olarak çıkarılmalıdır; onu yüzeye dövmek, bitmiş parçada kırılgan bir tabaka gömer.

SSS

S: TC4 titanyum alaşımının dövme sıcaklığı nedir?
TC4 (Ti-6Al-4V) normalde 1200 ila 850 derece arasında parçalanır, 1000 ila 800 derece arasında önceden oluşturulur ve 980 ila 800 derece arasında dövülerek son geçiş 980 - 1010 derece beta transusunun altında tamamlanır.

S: Beta transus neden bu kadar önemli?
Alfa+beta alanını beta alanından ayırır, böylece bir geçişin yapıyı mı iyileştirdiğini yoksa kabalaştırdığını mı tanımlar. Dövme sıcaklığı, bitirme sıcaklığı ve soğuma hızının tümü buna göre yazılır.

S: Ti-5Al-2.5Sn transusunun üzerinde mi dövülüyor?
Yalnızca külçe dökümü için. TA7 için üretim geçişleri alfa+beta alanında tamamlanır, böylece alfa fazı bitmiş dövmede baskın bileşen olarak kalır.

S: Tek geçişte ne kadar deformasyona izin verilir?
TA7 için kabul edilen rakam %30 - 50'dir. Alfa+beta kaliteleri için izin verilen azalma kalıp tasarımına, pres kapasitesine ve kütük kesitine bağlıdır ve tek bir evrensel sayı yerine proses rotasında belirlenir.

S: Dövme işlemi 700 derecenin altında tamamlanırsa ne olur?
Akış gerilimi hızla artar ve malzeme sünekliğini kaybeder. Yüzey yırtılması ve iç çatlama olası hale gelir ve kusur daha sonraki ısıl işlemle onarılamaz.

S: Aynı program çubuk ve büyük dövme malzemeler için de geçerli mi?
Hayır. Yüzey ve çekirdek arasındaki sıcaklık farkı çok daha fazla olduğundan, büyük bölümlerin daha yavaş ısınması, daha uzun dengeleme beklemeleri ve geçiş başına daha küçük-düşürmeleri gerekir.