Tepelné spracovanie titánu a titánových zliatin

Titán je dôležitý konštrukčný kov vyvinutý v 50. rokoch minulého storočia. Zliatiny titánu sú široko používané v rôznych oblastiach kvôli ich vysokej pevnosti, dobrej odolnosti proti korózii a vysokej tepelnej odolnosti. Titán je bežne používaný materiál v mnohých priemyselných aplikáciách vďaka svojmu vynikajúcemu pomeru pevnosti k hmotnosti, odolnosti voči korózii a biokompatibilite. Zliatina titánu sa vzťahuje na rôzne zliatinové kovy vyrobené z titánu a iných kovov. Titán je dôležitý konštrukčný kov vyvinutý v 50. rokoch minulého storočia. Zliatiny titánu majú vysokú pevnosť, dobrú odolnosť proti korózii a vysokú tepelnú odolnosť. V 50. a 60. rokoch sa hlavný dôraz kládol na vývoj vysokoteplotných zliatin titánu pre letecké motory a konštrukčných zliatin titánu pre draky lietadiel.

Titán je alotrop s teplotou topenia 1668 stupňov. Má tesne zbalenú šesťuholníkovú mriežkovú štruktúru pod 882 stupňov, ktorá sa nazýva alfa titán; má na telo centrovanú kubickú mriežkovú štruktúru nad 882 stupňov, ktorá sa nazýva beta titán. Využitím rôznych charakteristík vyššie uvedených dvoch štruktúr titánu, pridaním vhodných legujúcich prvkov na postupnú zmenu teploty fázovej transformácie a obsahu fázy, sa získajú zliatiny titánu s rôznymi štruktúrami. Pri izbovej teplote majú zliatiny titánu tri matricové štruktúry a zliatiny titánu sa delia do nasledujúcich troch kategórií: zliatina, ( + ) zliatina a zliatina.

Na optimalizáciu ich mechanických vlastností je však často potrebné tepelné spracovanie. Tepelné spracovanie je rozhodujúcim krokom pri spracovaní titánu a titánových zliatin. Môže zlepšiť výkon materiálov a zvýšiť stabilitu materiálov. Tento článok podrobne predstaví spracovanie tuhým roztokom, stabilizačné spracovanie, spracovanie žíhaním a spracovanie odstraňovaním vodíka pri tepelnom spracovaní titánových zliatin.

1. Ošetrenie tuhým roztokom
Ošetrenie tuhým roztokom je zamerané na úplné rozpustenie legujúcich prvkov v titáne a zliatinách titánu za vzniku presýteného tuhého roztoku, čím sa zlepší pevnosť a tvrdosť materiálu. Proces tuhého roztoku zahŕňa hlavne tieto kroky:
Zahriatie titánu a zliatin titánu na vysokú teplotu (nad bodom fázovej transformácie) a jej udržiavanie po určitú dobu umožňuje úplné rozpustenie prvkov zliatiny. Rýchlo ochlaďte titán a zliatiny titánu na izbovú teplotu, aby ste získali presýtený tuhý roztok.
2. Stabilizačná liečba
Stabilizačná úprava sa používa hlavne na elimináciu škodlivých fáz v titáne a zliatinách titánu a zlepšenie plasticity a húževnatosti materiálu. Stabilizačná úprava zahŕňa najmä tieto kroky: zahrievanie titánu a zliatin titánu na vysoké teploty (nad bodom fázovej transformácie) a ich udržiavanie po určitú dobu, aby sa škodlivé fázy úplne rozpustili.
Rýchlo ochlaďte titán a zliatiny titánu na izbovú teplotu, aby ste získali stabilnú metalografickú štruktúru.
3. Ošetrenie žíhaním
Ošetrenie žíhaním sa používa najmä na odstránenie vnútorného napätia pri spracovaní titánu a zliatin titánu a zlepšenie plasticity a húževnatosti materiálu. Ošetrenie žíhaním zahŕňa najmä tieto kroky: zahrievanie titánu a zliatin titánu pod kritickým bodom a ich udržiavanie po určitú dobu, aby sa uvoľnilo vnútorné napätie.
Titán a zliatiny titánu pomaly ochlaďte na izbovú teplotu, aby ste predišli vytváraniu nových vnútorných napätí.
4. Ošetrenie na odstránenie vodíka
Titán a zliatiny titánu ľahko absorbujú vodík počas spracovania, čo spôsobuje praskliny a vodíkové krehnutie materiálu. Úprava na odstránenie vodíka má za cieľ odstrániť vodík z titánu a zliatin titánu a zlepšiť spoľahlivosť a stabilitu materiálu. Ošetrenie na odstránenie vodíka zahŕňa najmä tieto kroky:
Zahriatie titánu a zliatin titánu na vysokú teplotu (nad bodom fázovej transformácie) a jej udržiavanie po určitú dobu umožňuje uvoľňovanie vodíka. Rýchlo ochlaďte titán a zliatiny titánu na izbovú teplotu, aby ste zabránili vstupu novo adsorbovaného vodíka do materiálu.

Stručne povedané, spracovanie v tuhom roztoku, stabilizačné spracovanie, žíhanie a odstraňovanie vodíka sú všetky veľmi dôležité články pri tepelnom spracovaní titánu a titánových zliatin. Aby sme získali produkty z titánu a zliatin titánu s vynikajúcimi vlastnosťami, musíme pochopiť a zvládnuť princípy, metódy a rozsah použitia týchto procesov tepelného spracovania a vybrať vhodný proces tepelného spracovania podľa konkrétnej situácie, aby sme zlepšili výkon, stabilitu a spoľahlivosť materiálu.