Характеристики и процессы термообработки титановых стержней и стержней из титановых сплавов.

Главная > ЗНАНИЯ > Характеристики и процессы термообработки титановых стержней и стержней из титановых сплавов.

Титан очень стабилен на воздухе при комнатной температуре. При нагревании до 400-550°С на поверхности образуется прочная оксидная пленка, защищающая ее от дальнейшего окисления. Титан обладает сильной способностью поглощать кислород, азот и водород. Эти газы являются очень вредными примесями для металлического титана. Даже очень небольшое количество (0.01% ~ 0.005%) может серьезно повлиять на его механические свойства.


Среди соединений титана наибольшую практическую ценность имеет диоксид титана (TiO2). Ti02 инертен для организма человека и нетоксичен. Он обладает рядом превосходных оптических свойств. Ti02 непрозрачен, имеет высокий блеск и белизну, высокий показатель преломления и рассеивающую способность, сильную укрывистость и хорошую дисперсию. Производимый пигмент представляет собой белый порошок, широко известный как титановые белила, который широко используется. По внешнему виду титановый стержень очень похож на стальной, плотностью 4.51 г/см3, что составляет менее 60% стали. Это металлический элемент с наименьшей плотностью среди тугоплавких металлов. Механические свойства титана, широко известные как механические свойства, тесно связаны с чистотой. Титан высокой чистоты обладает отличными механическими свойствами, хорошим удлинением и уменьшением площади, но его прочность низкая, и он не пригоден для использования в качестве конструкционных материалов. Промышленный чистый титан содержит умеренное количество примесей, обладает высокой прочностью и пластичностью, пригоден для изготовления конструкционных материалов.


Титановые сплавы делятся на малопрочные и высокопластичные, среднепрочные и высокопрочные, в пределах от 200 (низкая прочность) до 1300 (высокая прочность) МПа, но в целом титановые сплавы можно рассматривать как высокопрочные сплавы. Они прочнее алюминиевых сплавов, которые считаются среднепрочными и по прочности могут полностью заменить некоторые виды стали. По сравнению с быстрым снижением прочности алюминиевых сплавов при температуре выше 150°C, некоторые титановые сплавы все же могут сохранять хорошую прочность при 600°C.


Плотный металлический титан высоко ценится в авиационной промышленности из-за его легкого веса, более высокой прочности, чем у алюминиевого сплава, и способности сохранять более высокую прочность, чем у алюминия, при высоких температурах. Ввиду того, что плотность титана Состоит из стали на 57%, ее удельная прочность (соотношение прочности/веса или соотношение прочности/плотности называется удельной прочностью) высока, а ее антикоррозийные, антиокислительные и противоусталостные свойства высоки. 3/4 титановых сплавов используются в качестве конструкционных материалов, представленных аэрокосмическими конструкционными сплавами, а 1/4 – в основном в качестве коррозионно-стойких сплавов. Титановый сплав обладает высокой прочностью и низкой плотностью, хорошими механическими свойствами, хорошей ударной вязкостью и коррозионной стойкостью. Кроме того, титановые сплавы имеют плохие технологические характеристики и сложны в обработке. При термической обработке они легко поглощают такие примеси, как водород, кислород, азот и углерод. Он также имеет плохую износостойкость и сложный производственный процесс. Промышленное производство титана началось в 1948 году. Необходимость развития авиационной промышленности привела к тому, что титановая промышленность развивалась со среднегодовыми темпами роста около 8%. В настоящее время годовой объем производства материалов для обработки титановых сплавов в мире достиг более 40,000 30 тонн, включая почти 6 типов титановых сплавов. Наиболее широко применяются титановые сплавы Ti-4Al-4V (TC5), Ti-2.5Al-7Sn (TA1) и промышленно чистый титан (TA2, TA3, TAXNUMX).


Существует три процесса термообработки титановых стержней и стержней из титановых сплавов:


1. Обработка твердым раствором и старение. Целью является повышение его прочности. Альфа-титановый сплав и стабильный бета-титановый сплав не подлежат упрочнению и термообработке, а только отжигу во время производства. Титановые сплавы α+β и метастабильные титановые сплавы β, содержащие небольшое количество α-фазы, могут быть дополнительно упрочнены за счет обработки твердого раствора и старения.


2. Отжиг для снятия напряжений: цель состоит в том, чтобы устранить или уменьшить остаточное напряжение, возникающее во время обработки. Предотвратите химическое воздействие и уменьшите деформацию в некоторых агрессивных средах.


3. Полный отжиг: цель состоит в том, чтобы получить хорошую ударную вязкость, улучшить производительность обработки, облегчить повторную обработку и улучшить размерную и структурную стабильность.