Titanyum Alaşımlı Dövme Çatlamasının 7 Ana Türü ve Sebebi Nasıl Önlenir?

Çağdaş havacılık, silah ekipmanları, kimya ve petrol, tıbbi, nükleer enerji ve diğer uygulama alanlarında düşük yoğunluklu, yüksek mukavemetli, yüksek sıcaklık direnci, korozyon direnci, manyetik olmayan ve biyouyumluluk ve diğer mükemmel kapsamlı performansa sahip titanyum alaşımları giderek daha fazla hale geliyor ve daha yaygın olarak kullanılır; bunların çoğu çubuklar, dövme parçalar ve haddelenmiş profiller gibi titanyum alaşımlarının deformasyonunda kullanılır. Dövme deformasyonu, titanyum alaşımlı malzemenin önemli araçların ideal organizasyonunu ve özelliklerini elde etmesini sağlamak içindir, ancak titanyum alaşımlı dövmede, özellikle külçeden çubuk kütük üretim prosesinde, genellikle çeşitli çatlama biçimleri vardır, sadece arttırmak için değil üretim ve imalat maliyetinin yanı sıra üretim verimliliğini ve malzeme oranını düşürmekte ve ürünün hurdaya çıkması ciddiyetini artırmaktadır. Bunu göz önünde bulundurarak, bu makale, titanyum alaşımının dövülmesi sürecinde yıllar içinde meydana gelen çatlama olgusunu analiz edip özetlemekte ve titanyumun üretim verimliliğini ve ürün kalitesini sağlamak için çatlamayı önlemeye ve çözmeye yönelik önlemleri ortaya koymaktadır. alaşım dövme.
1,Titanyum alaşımlı dövme çatlama sınıflandırması ve nedenleri
1.1 Uç yüz çatlaması
Uç yüzey çatlaması, titanyum alaşımlı dövme işleminde kütüğün uç yüzeyinde meydana gelen bir tür çatlamadır ve çatlaklar genellikle daha büyük ve daha yaygındır. Uç yüzey çatlaması daha büyük bir etkiye sahiptir, genellikle dövme işlemine göre devam edilememesine yol açar. Uç yüz çatlamasının ana nedenleri: ① külçe kafasındaki büzülme delikleri veya soğuk segregasyonun sonu tamamen temiz değildir; ② Üzülme işlemi, kütük uç yüzü ve örs temas ısısı emilir, uzun süreç çekilir, kütük uç yüzü şişkinliği hızla soğur; ③ ekstrüzyonun farklı yönlerine göre uç yüz konumu, deformasyon tek tip değildir veya uzun süre çekme deformasyon hızı çok hızlıdır; ④ Kütük deformasyon direncinin bir kısmı büyük, zayıf hareketlilik, içbükeyin kalbinin sonu.
1.2, Katlanır çatlak
Katlanır çatlama esas olarak üç tür durumdur: Birincisi, hammadde titanyum alaşımı külçe yüksekliğinin çapa oranı 2,5'tan büyük veya eşit veya külçenin ortasında külçe örneklemesi, artık örnekleme oluğu, üzülme ve katlama; İkincisi, çatlağın orta kısmındaki kütüğün dövülerek derin bir çukura öğütülmesi, örülmesi ve tekrar katlanması işlemi; Üçüncüsü, tümseklerin ve kraterlerin keskin köşelerinin oluşturduğu diğer yardımcı işlemler, taşlama deşarjı yaralanmaları hükümlerine uygun değildir. Şekil 1(a), TB6 titanyum alaşımlı kütüğün öğütme sonrasında derin çukur nedeniyle orta kısmındaki katlanmasını göstermektedir. Şekil 1 (b) TC4-LC titanyum alaşımlı kütüğün yarma sırasında eğik kesilmesi için, kesmeye devam etmek için 180 derece döndürün, kalan keskin kenarların ortasındaki kesme yüzeyi cilalanmaz ve ardından kesme işleminin uzunluğu boyunca çekin. daha ciddi katlanmalar meydana geldi.
1.3 Gözyaşı
Yırtılma, uzunluk ve deformasyon çekerken kütüğün lokalize yırtılması, titanyum alaşımlı kütüğün bir tür enine çatlamasıdır. Dövme yırtılması, taşlama miktarını artıracak, malzemenin malzeme oranını azaltacak, şekillendirme işlemindeki daha derin yırtılma ise işlenmemiş parçanın ürün işleme boyutu gereksinimlerini karşılayamamasına ve hurdaya yol açabilecektir. Yırtılmanın ana nedeni tek geçişte miktarın çok büyük olması (tek taraf 50 mm'den büyük) veya hızın altında çok hızlı olmasıdır, Şekil 2 (a) TB6 titanyum alaşımlı levha için. İkinci olarak, çekiç örsünün kenar eğriliğinin uzun süre kullanılması nedeniyle deformasyonu yeterince pürüzsüz değildir veya çekiç örsünün ön ısıtma sıcaklığı yeterli değildir, basınç altındaki düzenli deformasyon da kütüğün yırtılmasına yol açacaktır. Ek olarak, bazı kademeli mil çubukları veya kademeli dövmelerde, yanlış platformun yerel boyutundaki büyük fark nedeniyle, uzun dövme çekmenin yırtılma olasılığı daha yüksektir, Şekil 2(b) bir TC4-DT titanyum için yırtılmada alaşım dövme adımı.

1.4, iç çatlak
İç çatlama genellikle dövme işleminde titanyum alaşımlı kütük içinde bulunması genellikle zor olan ve düşük denetim veya ultrasonik kusur tespiti ile tespit edilmesi gereken tek nokta, sürekli veya aralıklı sürekli çatlamayı ifade eder. Bu tür çatlaklar metalin devamlılığını bozar ve ancak hurdaya çıkarılabilir. İç çatlamanın nedenleri iki kategoride özetlenebilir: Birincisi, bazı titanyum alaşımlı malzemeler tungsten, molibden ve niyobyum ve diğer refrakter metal elementleri içerir; daha ciddi ayrışmanın, kalıntıların veya gevşek, soğuk ayrışmanın ve diğer metalurjik kusurların lokal varlığı. bir çatlak kaynağına dövme ve deformasyon süreci; İkincisi, bazı küçük spesifikasyonlar için (yaklaşık 90 mm veya Ф90 mm veya daha az) titanyum alaşımlı malzemeler, uzun bir hızlı soğuma süreci çeker, sıcaklığın ters çevrilmiş kenarı düşüktür veya Tersine dövme yapılması gerekir, kütük yerel sıcaklık gradyanı, üretimi kolaydır iç çatlaklar. İkinci durumu analiz ettikten sonra, iç kırılma morfolojisinin konumunun kalbine yakın bir yerde bulunan TA15 titanyum alaşımı yarı-Ф85mm bitmiş çubuk kusuru tespiti için Şekil 3.

1.6. Gevrek çatlama
Bazılarının yüksek sıcaklıkta deforme olması zor titanyum alaşımlı malzemeler zayıf plastisiteye sahiptir, proses kontrolü uygun değildir, ciddi kırılgan çatlamalara neden olması kolaydır, derin çatlaklar vardır ve çıkarılması zordur. Nihai dövme sıcaklığı dövmesinin işlem gereksinimlerinin altında, daha yüksek basınç altındaki kütük gevrek çatlamaya eğilimlidir. Bazı yüksek sıcaklıkta titanyum alaşımlı malzemeler 200 ~ 300 derece düşük sıcaklıkta fırın almaz veya bölümlü ısıtma işlemi mantıksızdır, titanyum alaşımlarının zayıf termal iletkenliği nedeniyle sıcaklık çok hızlıdır, bu da ısıtma işlemine neden olur. Kütük ucunda ve ortasında, yüzeyinde ve kalbinde büyük bir sıcaklık gradyanının bulunması, dövme işlemi dışında ciddi çatlamalar meydana gelir. Şekil 5 (a), ısıtma işleminin analiz edilmesinden sonra neredeyse iki bölüme ayrılmış yüksek sıcaklıktaki titanyum alaşımı test malzemesi çatlamasını göstermektedir ve ısıtma işlemi çok hızlıdır. Şekil 5 (b), uygunsuz soğutma işleminin bir sonucu olarak analiz edilen, kırılgan çatlama sırasında meydana gelen bir Ti3Al külçe dövme işlemini göstermektedir. Ekipman arızası nedeniyle, hava soğutmalı dövme durdurulur, yalıtım pamuğa sarılmış külçe parçalarını çalıştıran makine sıkma parçaları zamanında temizlenmez, külçe soğutması düzgün değildir ve malzeme ısıtma ve dövme sırasında sıcaklığa daha duyarlıdır. Yalıtım pamuğuna sarılmış külçe kenar çatlaması.
1.7, Vücutta yüzey çatlaması
Külçe metalürjik kalitesi zayıftır, yüzey kusurları tam olarak giderilmez veya ısıtma işlemi makul değildir ve dövme işleminde kütük yüzeyinde çatlamaya neden olur. Genel alan nispeten geniştir, ciddi zarar verir. Şekil 6'da, gelen malzeme işleme için TC4-LC titanyum alaşımı külçe ilk ateş çekme uzun, kafa pozisyonuna yakın ciddi çatlama tarafı (şekildeki kutu), külçe eritme kalitesi fırın numarası analiz edildikten sonra şu şekildedir: zayıf, külçe yüzeyindeki soğuk segregasyon ve deri altı hava deliklerinin temizlenememesinden kaynaklanmaktadır. Şirket, titanyum alaşımlı test malzemesi külçe dökümünde ilk ateşte dövme yoluyla gövdede ciddi çatlamalar yapıyor, test malzemesi faz değişim noktası 1020 derecenin analizinden sonra, açılma sıcaklığı sadece 1050 derece iken, ısıtma sıcaklığı düşük, döküm durumu organizasyon plastisitesi zayıf, Bunun sonucunda ciddi çatlamalar meydana gelir ve daha sonra 1150 dereceye kadar ısıtılan kütük yeniden açılır, çatlama önemli ölçüde azalır.
2, titanyum alaşımının dövme çatlama özellikleri
2.1 Ciddi zarar
Titanyum alaşımının çatlaması ciddi bir tehlikedir; yalnızca taşlama yapan işçilerin emek yoğunluğunu arttırmakla kalmaz, üretim verimliliğini azaltır, aynı zamanda ürün verimini de azaltır. Daha derin taşlamadan kaynaklanan ciddi çatlamaların bir kısmı, ateşleme sürelerinin arttırılması ihtiyacı, üretim maliyetlerinin artması, kürlenmiş proses spesifikasyonlarının ihlali nedeniyle ürünlerin seri üretimi için, ürün kalitesinde dalgalanmalara neden olması kolaydır. Daha ciddi dövme çatlakları, ürün teslimat boyutunun veya ağırlık gerekliliklerinin karşılanamaması nedeniyle ürünün eskimesine neden olabilir.
2.2, doğuştan
Ti3Al, Ti2AlNb, IMI 834'ün yanı sıra deforme edilmesi zor yüksek sıcaklıktaki titanyum alaşımlarının bazı yeni bileşenleri için, kendi yapısal ve organizasyonel faktörleri nedeniyle deformasyon yeteneği zayıftır ve çatlamaya daha yatkındır. Bazı titanyum alaşımlı külçelerin metalurjik kalitesi zayıftır, segregasyon, kalıntılar, deri altı gözeneklilik veya soğuk segregasyon ve diğer metalürjik kusurlar vardır, sonraki dövme prosesinde çoklu ateşte çatlamaya eğilimlidir ve ortadan kaldırılması daha zordur.
2.3 Tamiri ve taşlaması zordur
Zor öğütme özelliklerine sahip titanyum alaşımı çatlaması: ① çatlaklar, temizlenmelidir, öğütme genişliğinin derinlik oranının 10'dan büyük veya eşit olması, daha büyük miktarda öğütülmesi gerekir; ② titanyum alaşımının zayıf plastisitesinin bir kısmı, kütüğün yerel sıcaklık artışının taşlanması, bir sıcaklık gradyanının varlığı, stresin rolü nedeniyle soğuma, çatlaklar, yani çatlama taşlama sırasında genişlemeye devam edecektir; ③ Bazı küçük boyutlardaki titanyum alaşımlı çubuklar veya dövme parçalar, küçük boyutların ağırlığından dolayı, taşlamanın düzeltilmesi kolay değildir; ④ Dikey olarak cilalanması gereken bazı uzun çubukların ve dövme parçaların ucundaki çatlamanın çalıştırılması zordur ve güvenlik tehlikesi oluşturur; ⑤ Bazı şekilli parçalar düzensiz şekil ve boyutlara sahiptir ve iç çatlakların taşlanmasıyla başlanacak yer yoktur.
2.4 Zor muayene
Titanyum alaşımı çatlaması zor muayene özelliklerine sahiptir: ① çatlaklar %100 muayene, muayene iş yükü gerektirir; ② çatlaklar küçülür, taşlama tozuyla kolayca kaplanır, denetçi çıplak gözle iyice temizlenip temizlenmeyeceğini belirleyemez; ③ bazı düzensiz şekiller, çatlakların incelenmesi daha zordur; ④ kütük içinde veya deri altında çıplak gözle görülemeyen çatlaklar meydana gelir; genellikle bitmiş ürün muayenesi veya çok geç olduğunu anlamak için düşük muayene; ⑤ Düzensiz şekil ve boyuttan dolayı iç çatlakları kırmak kolaydır, çatlaklar bulunamaz; ⑤ Düzensiz şekil ve boyuttan dolayı iç çatlakları kırmak kolaydır, çatlaklar bulunamaz; ⑤ Düzensiz şekil ve boyuttan dolayı iç çatlakları kırmak kolaydır, çatlaklar bulunamaz. ⑤ kütük renklendirme penetrasyon testinden önce kolayca çatlayabilir veya şekillendirilebilir, bu da denetçinin işinin zorluğunu arttırır.
3, Titanyum alaşımlı dövme çatlak önleme ve çözüm
Yukarıdaki yedi tip titanyum alaşımı çatlama formuna, nedenlerine ve özelliklerine göre ve çatlama örnekleriyle birleştirilerek hedefe yönelik önleyici tedbirlerin geliştirilmesi. Aynı zamanda, temel ekipmanın mükemmel çalışma koşullarında olmasını, uygun öğütme, denetim spesifikasyonlarının geliştirilmesi ve sıkı bir şekilde uygulanmasını, kilit noktaların ve önemli noktaların kontrol edilmesini sağlamak için personel operasyon düzeyinin ve zımni anlayışın iyileştirilmesine odaklanmak gerekir. detaylar.

3.2 Katlanma ve çatlamanın önlenmesi
İlk olarak, hammadde titanyum alaşımı külçesini veya ara işlem kütük yüksekliğinin çap oranını kontrol edin 2,5'ten az veya buna eşit, daha uygun yükseklik / çap oranı aralığı 1,8 ~ 2,3'tür; İkinci olarak, külçe artık numune alma oluğunun orta kısmı ve kütük katlama makinesinin çatlama parçaları veya zımparalama işlemi, genişlik-derinlik oranının 10'dan büyük veya eşit olması uygundur; Üçüncüsü, tümseklerin ve kraterlerin keskin köşeleri tarafından oluşturulan kesme, işleme ve diğer yardımcı işlemlerin (konumlandırma deliklerinin işlenmesi vb.), kütük adımlarına benzer şekilde taşlama için dahili kontrol gereksinimlerine uygun olarak yapıldığından emin olun. Şekil 7'de gösterildiği gibi, konumlandırma delikleri vb. dövmeye devam etmeden önce cilalanarak temizlenmelidir.
3.3 Gözyaşı önleme
İlk olarak, hızlı dövme makinesi, 20 ~ 30mm aralığında basınç kontrolü altında tek geçişli tek taraflı dövme yapar, basınç oranı altında çok hızlı olmamalıdır (5 ~ 10mm / s'ye uygun); İkincisi, çekiç örsünün kenarının R40 mm'den büyük veya eşit eğriliğe sahip olmasını sağlamak için, işlemeyi sürdürmek ve örsün önceden 300 ~ 400 derece C'ye ısıtılmasını sağlamak için deformasyonun zamanında meydana gelmesi; Üçüncüsü, şaft çubuğu veya kademeli dövme adımları için, dövme sırasında kademeli dövme, vurma çubuğunun hafif basıncını kullandığınızdan emin olun, ardından çekiç yavaşça bastırılmalı ve tek çekicin deformasyonu 30 mm içinde sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. ve yırtılma meydana geldiğinde çekiç tamir edilmeli veya taşlama için dövme işlemi zamanında durdurulmalıdır.
3.4, İç çatlağın önlenmesi
İlk olarak, tungsten, molibden ve niyobyum gibi refrakter metal elementler içeren titanyum alaşımlı malzemeler için kaynaktan başlamalı, külçe eritme prosesi araştırmasını güçlendirmeli, erime teknolojisi seviyesini iyileştirmeli, ayrışmayı, kalıntıları, gevşek veya soğukları azaltmalı veya ortadan kaldırmalıyız. ayrışma ve diğer metalurjik kusurlar; İkincisi, küçük boyutlu titanyum alaşımlı kütük için çekme işlemi zamanında pah kırmalı ve kütüğün dövme başlığının ucunu sıkıştırmasından kaçınmaya çalışmalı, koşullar izinleri derhal dövülecek fırına iade edilmelidir.
3.5 Boyuna çatlamanın önlenmesi
İlk olarak, zamanında pah kırma işleminde titanyum alaşımlı kütük çekme işlemi, keskin kenarların, siyah kenarların ortaya çıkmasını engeller; İkincisi, sıcaklığa duyarlı yüksek sıcaklık titanyum alaşımından bazıları, hava soğutmalı veya yalıtımlı pamuk soğutmalı dövme sonrası, hava soğutmalı, su soğutmalı, yağ soğutmalı ve diğer hızlı soğutma yöntemlerini kullanmamaya çalışın.
3.6 Gevrek çatlamanın önlenmesi
Yüksek sıcaklıkta titanyum alaşımlı malzemelerin zor deformasyonu için "paket pamuk dövme" kullanılmalıdır: yani, kütük belirtilen tutma süresine kadar ısıtılır, kütük çıkarılır, bir ısı yalıtımlı pamuk tabakasına sarılır (kalınlığı yaklaşık 10 mm) , bir cam koruyucu madde tabakası ile eşit şekilde serpilir), ısıtmaya devam etmek için fırına geri dönün (kütük ve paket pamuğunun boyutuna göre zaman hızlı ve yavaş), dövme işlemi dışında, kapak termal işlemini zamanında artırın yalıtım pamuk, kütüğün sıcaklığını en aza indirgemek için kütüğün sıcaklığını en aza indirin. Pamuk, kütük sıcaklığı kaybını en aza indirgemek, dövme işleminde sıcaklığın her zaman son dövme sıcaklığının üzerinde olmasını sağlamak için, uygulama işlemin çatlamayı önemli ölçüde azaltabildiğini göstermektedir. Ek olarak, bu tip titanyum alaşımlı ısıtma, kütüğün eşit şekilde ısıtılmasını sağlamak için sıcaklık gradyanını azaltmak için 200 ~ 300 derece düşük sıcaklık fırını, çok kademeli ısıtma, yavaş ısıtma (50 ~ 100 derece / saat) alınmalıdır. farklı kısımlarda. Son olarak, dövme işleminin, iş parçasıyla şiddetli çarpışmayı önleyerek malzemeyi düşürmesi yasaktır; soğutma işlemi yavaş ve tekdüzedir; Renk penetrasyon testi vb. için çatlak taşlama işlemi tamamlanır.
3.7, yüzey çatlağının önlenmesi
İlk olarak, külçelerin zayıf metalurjik kalitesinden kaynaklanan yüzey çatlaması, erime süreci araştırmasını güçlendirmeli, erime seviyesini iyileştirmeli, külçe soğuk segregasyonunu, deri altı gözenekliliğini ve diğer metalurjik kusurları tamamen ortadan kaldırma ihtiyacından önce dövme yapmalıdır. İkinci olarak, ısıtma ve dövme prosesini formüle ederken, test malzemesinin düşük ısıtma sıcaklığının ciddi çatlamaya yol açtığı dersini derinlemesine özetlemeli ve prosesin optimal olmasını sağlamak için çeşitli faktörleri kapsamlı bir şekilde dikkate almalıyız.
4,Sonuç
(1) Titanyum alaşımı dövme çatlaması, çeşitli şekillerde ve kontrol edilebilir nedenlerle uç çatlamayı, katlanma çatlamasını, yırtılmayı, iç çatlamayı, uzunlamasına çatlamayı, kırılgan çatlamayı vb. içerir; ve doğuştan, kalıtsal, onarılması ve öğütülmesi zor ve denetlenmesi zor olan ciddi tehlikelerle karakterize edilir.
(2) Titanyum alaşımı dövme çatlamasını azaltmak ve önlemek için, önleme ana odak noktası olmalı ve makul ve uygulanabilir önleyici tedbirler geliştirilmelidir. Aynı zamanda dövme, taşlama ve muayene gibi önemli proseslerin kontrol altında olmasını ve tedbirlerin kilit kontrol noktalarının titizlikle uygulanmasını sağlamalıdır.