Дефекты ковки из титанового сплава и их профилактика

во время ковки титанового сплава, из-за неправильных технологических характеристик, слабого контроля качества сырья и других причин, поковки могут иметь различные дефекты. общие дефекты следующие:

1. β хрупкость

& nbsp; β хрупкость вызвана перегревом поковок. для α и (α + β) титановых сплавов, особенно (α + β) титановых сплавов, если температура нагрева ковки слишком высока, она превышает температуру преобразования β, в результате чего в поковках образуются крупные зерна и равноценные зерна; α фаза в микроструктуре осаждается вдоль границы зерна и внутренней части крупнозернистого исходного зерен β. результатом является снижение пластичности поковок при комнатной температуре, явление, называемое β хрупкостью.

дефекты перегрева поковок из титанового сплава не могут быть устранены путем термической обработки, но должны быть исправлены пластической деформацией после перегрева ниже температуры перехода β (если поковки разрешены).

чтобы предотвратить перегрев, температура печи должна строго контролироваться при нагревании титанового сплава, температура квалифицированной зоны печи должна регулярно измеряться, а положение и количество зарядки не должны быть расположены разумно. при использовании нагрева сопротивления, перегородки должны быть расположены с обеих сторон печи, чтобы избежать перегрева, вызванного заготовкой слишком близко к стержню карбида кремния. проверка фактической температуры перехода β каждого печного сплава также является эффективной мерой для предотвращения перегрева.

2. местное крупнозернистое зерно

во время ковки на молотке или прессе, из-за плохой теплопроводности титанового сплава, температура поверхностного слоя заготовки значительно снижается во время контакта с штампом, в сочетании с влиянием трения между поверхностью заготовки и верхней и нижней штампами штампа, средняя часть заготовки сильно деформируется, а степень деформации поверхности невелика, так что структура сырья сохраняется, и образуется новое местное грубое зерно.

для того, чтобы избежать местных крупнозернистых дефектов титанового сплава, можно принять следующие меры: принять процесс предварительной ковки, чтобы сделать униформу деформации во время окончательной ковки; усилить смазку для улучшения трения между заготовкой и штампом; полностью нагреть штамп, чтобы уменьшить падение температуры заготовки в процессе ковки.

3. трещина

трещина поверхности ковки титанового сплава в основном вызывается, когда конечная температура ковки ниже полной температуры рекристаллизации титанового сплава. в процессе штамповки время контакта между заготовкой и штампом слишком велико, из-за плохой теплопроводности титанового сплава легко заставить поверхность заготовки остыть ниже допустимой конечной температуры ковки, а также вызвать трещину поверхности ковки. чтобы контролировать возникновение трещин, стеклянная смазка может быть использована при ковке на прессе, или при ковке на молотке, время контакта между заготовкой и нижней штампом может быть максимально сокращено.

4. остаточная литейная структура

при ковке слитков из титанового сплава, если коэффициент ковки недостаточно велик или метод ковки неправилен, поковки покидают литейную структуру. способ решить этот дефект состоит в том, чтобы увеличить коэффициент ковки и принять повторяющиеся нарушения и рисунок.

5. яркая полоса

так называемые яркие полосы в поковок из титанового сплава представляют собой полосы с аномальной яркостью, видимой невооруженным глазом, которые существуют в структуре низкой мощности. Из-за разницы углов освещения яркая полоса может быть ярче или темнее, чем матричный металл. на поперечном сечении он усечен или блестел; на вертикальном сечении он представляет собой гладкую полосу, длина которой варьируется от более чем десяти миллиметров до нескольких метров. яркая полоска объясняется двумя основными причинами: одной из них является разделение титанового сплава по химическому составу, а другой-термический эффект деформации в процессе ковки.

яркая полоса оказывает определенное влияние на свойства титанового сплава, особенно на пластичность и высокотемпературные свойства. меры по предотвращению появления ярких полос заключаются в строгом контроле за разделением химического состава при плавке и правильном выборе термических характеристик ковки (температура нагрева, степень деформации, скорость деформации и т.д.), с тем чтобы температура поковок не отличалась от термического эффекта деформации.

6. Альфа-хрупкий слой

& nbsp; α охрупчивающий слой в основном вызван диффузией кислорода и азота в металл через шкалу рыхлых оксидов при высокой температуре, что увеличивает содержание кислорода и азота в поверхностном металле, увеличивая таким образом количество α фазы в структуре поверхности. когда содержание кислорода и азота в поверхностном металле достигает определенного значения, структура поверхности может полностью состоять из α фазы. таким образом, поверхность титанового сплава образует поверхностный слой с большей или всей α фазой. поверхностный слой, состоящий из этой α фазы, обычно называется α охрупчивающим слоем. слой α-охрупчивания на поверхности заготовки из титанового сплава слишком толстый, что может привести к растрескиванию заготовки во время ковки.

толщина слоя α-охрупчивания тесно связана с типом нагревательной печи, используемой для ковки или термической обработки, свойствами газа в печи, температурой нагрева и временем удержания пустых или частей. толщина увеличивается с увеличением температуры нагрева и времени удержания, а также утолщается с увеличением содержания кислорода и азота в печном газе. поэтому, чтобы избежать чрезмерной толщины слоя охрупчивания, необходимо должным образом контролировать температуру нагрева, время удержания и свойства печного газа при ковке или термической обработке.

хрупкий слой может образовываться из α, β и (α + β) титановых сплавов. тем не менее, α титановый сплав особенно чувствителен к образованию α охрупчивающего слоя, в то время как β титановый сплав не образует α охрупчивающего слоя до тех пор, пока он не нагревается до более чем 980 °.

7. водородное охрупчивание

существует два типа водородного охрупчивания: тип деформации и тип гидрида. под действием напряжения атом водорода в решетке рассеивается и агрегатируется в зазор концентрации напряжения через определенный период времени. феномен охрупчивания матриц называется штаммовым старением водородного охрупчивания из-за взаимодействия между атомом водорода и вывихом, что делает вывих прижатым и не может свободно перемещаться. водород, растворенный в твердом растворе при высокой температуре, осаждается в виде гидрида с понижением температуры, а явление охрупчивания титанового сплава называется гидридным водородным охрупчиванием. эти два типа водородного охрупчивания могут встречаться как в титановых, так и в титановых сплавах.

проблема водородного охрупчивания вызвана избыточным содержанием водорода в титановом сплаве. таким образом, содержание водорода в промышленных титановых сплавах должно контролироваться на уровне 0, 5%. в пределах 0,15%.

чтобы предотвратить или уменьшить водородное охрупчивание, печь должна иметь слегка окисляющую атмосферу во время ковки или термической обработки. вакуумный отжиг может быть проведен для деталей титанового сплава с содержанием водорода, превышающим установленные требования, и важных частей титанового сплава для устранения водородного охрупчивания.