Aviacijos ir kosmoso, medicinos prietaisų, aukščiausios{0}} įrangos gamybos ir kitose srityse titano lydinys tapo nepakeičiama pagrindine medžiaga dėl savo puikaus stiprumo, atsparumo korozijai ir lengvumo savybių. Puikus titano lydinių veikimas neatsiejamas nuo tikslaus terminio apdorojimo proceso reguliavimo ir proceso metu vykstančių sudėtingų struktūrinių transformacijų. Šiandien mes gilinsimės į pagrindines žinias apie titano lydinio terminį apdorojimą ir audinių transformavimą bei atskleisime šio „kosminio metalo“ techninį kodą.
Titano lydinių terminio apdorojimo mechaninės transformacijos dėsnis
Terminio apdorojimo esmė yra reguliuoti temperatūrą ir aušinimo greitį, kad titano lydinio vidinė struktūra būtų tvarkingai transformuota. Nuo kaitinimo iki aušinimo iki senėjimo, titano lydinių struktūra patiria daugybę sudėtingų pokyčių, kurie tiesiogiai lemia galutines medžiagos savybes.
1. Šildymo procesas: atkūrimo, perkristalizavimo ir fazės perėjimo „trio“
Kaitinant, titano lydiniai paprastai tuo pačiu metu transformuojasi į kristalų formą (perėjimą iš fazės į fazę), o jei tai yra šaltai -deformuotas titano lydinys, jame taip pat vyksta regeneravimo ir perkristalizavimo procesai, kurie kartu formuoja mikrostruktūrą po kaitinimo.
(1) Atkūrimas ir perkristalizavimas: pataisykite deformuotą struktūrą ir optimizuokite grūdų struktūrą
Po šalto apdirbimo titano lydinys turi daug defektų, atsiradusių dėl deformacijos (pvz., išnirimo ir laisvumo), o pakaitinus iki tam tikros temperatūros pirmiausia įvyks „atstatymas“: esant 450–640 laipsnių (atsistatymo temperatūra yra žemesnė už rekristalizacijos temperatūrą), dalis vidinio įtempio pašalinama dėl lėto išnirimo ir išnirimo pagrindinės formos. nepakitęs.
Temperatūrai toliau kylant, pradeda įvykti „perkristalizacija“: deformuotoje struktūroje palaipsniui atsiranda naujų neiškraipymų-izoašių grūdelių, o šie nauji grūdeliai palaipsniui pakeis deformuotus grūdelius, galiausiai sumažindami medžiagos kietumą ir atstatydami jos plastiškumą. Įvairių tipų titano lydinių rekristalizavimo charakteristikos akivaizdžiai skiriasi:
• titano lydinys: ribotas šaltos deformacijos gebėjimas, sunku išgryninti grūdelius deformuojant ir perkristalizuojant;
• titano lydinys: stipri šalta deformacija, kuri gali pasiekti tam tikrą grūdėtumo rafinavimo laipsnį per deformaciją ir perkristalizaciją;
• dvipusis titano lydinys: deformacijos ir perkristalizavimo pagalba jis gali ne tik patobulinti struktūrą, bet ir dar labiau pagerinti plastiškumą.
(2) fazės perėjimas į fazę: kristalinės formos "temperatūros jungiklis".
Kai šildymo temperatūra viršija → fazės virsmo tašką, titano lydiniai inicijuoja kristalų perėjimą iš fazės į fazę. Pavyzdžiui, grynas titanas, jo fazinio virsmo temperatūra yra apie 875 ± 5 laipsniai. Verta paminėti, kad Burgers padėties santykis išlieka nepakitęs per visą ↔ fazės perėjimą, o tai yra svarbus pagrindas derinamai titano lydinių struktūrai.
2. Aušinimo procesas: greitis lemia audinį, o audinys – našumą
Aušinimo greitis yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos galutinei titano lydinių struktūrai, o esant skirtingam aušinimo greičiui, titano lydiniai sudarys visiškai skirtingą mikrostruktūros morfologiją, o tai savo ruožtu rodo labai skirtingas savybes.
(1) Lėtas aušinimas: tvarkingas perėjimas, sudarantis stabilią fazę
Kai titano lydinys lėtai atvėsta iš vienos-fazės srities į dviejų-fazių sritį, fazė palaipsniui keičiasi į fazę, o abi griežtai laikosi Burgers orientacijos ryšio: (110) //(0001) ; [111] //[11₂0] . Šio tvarkingo perėjimo suformuota struktūra yra labai stabili, o tai tinka scenarijams, kuriems keliami aukšti medžiagų stabilumo reikalavimai.
(2) Greitas aušinimas: sukelkite metastabilią fazę, kad būtų sudarytos sąlygos sustiprėti
Greitas aušinimas (pvz., vandens gesinimas) gali sutrikdyti titano lydinio struktūros pusiausvyros pereinamąjį procesą, o tai gali sukelti martensitinių fazių perėjimą, gesintos ω fazės susidarymą, persotintų fazių susidarymą ir liekamąjį aukštos{0}}temperatūros fazės sulaikymą. Galutiniai virsmo produktai (tokie kaip ′, , ω, peršalusi fazė, metastabili fazė, persotinta fazė) daugiausia priklauso nuo stabilių elementų kiekio titano lydinyje, kurie yra „pagrindinės žaliavos“, skirtos tolesniam senėjimo stiprinimui.
3. Senėjimo transformacija: metastabilios fazės "transformacija", siekiant efektyvumo šuolio
Metastabili fazė, susidaranti greito aušinimo metu, nėra stabili ir senėjimo proceso metu palaipsniui pasikeis į pusiausvyros fazę, kurią lydės metastabilios fazės skilimas, persotintos fazės skilimas ir kitos reakcijos. Šis procesas yra pagrindinė priežastis, kodėl termiškai apdorojant titano lydinius galima pagerinti stiprumą ir kietumą, be to, tai yra pagrindinė titano lydinių transformavimo iš „pagrindinės formos“ į „didelės našumo formą“ grandis.
4. Bendra-analizė ir transformacija: „plastiko žudikas“, kurio reikia saugotis
Titano lydinių eutektinis perėjimas dažniausiai randamas lydiniuose, sudarytuose iš stabilių titano elementų ir greitų eutektinių lydinių, todėl paprastai sumažėja medžiagos plastiškumas, o tai nėra naudinga medžiagos apdirbimui ir eksploatacijai. Tačiau po eutektinės transformacijos audinį apdorojant izoterminiu būdu, jis gali būti paverstas ne-sluoksniuotu Baino dydžio audiniu, o tai tam tikru mastu palengvina plastiškumo mažėjimo problemą.
5. Streso sukeltas fazės perėjimas
Metastabili fazė virsta martensitine (pvz., šešiakampe martensitine ', ortorombine martensitine '), veikiant įtempimui ar įtempimui. Šis procesas žinomas kaip streso -sukeltas fazinis perėjimas. Šis perėjimas gali sukelti "fazinio perėjimo -sukeliamą plastinį efektą", kuris žymiai pagerina pailgėjimą ir visą tempimo, kietėjimo tempimo ir kietėjimo greitį. titano lydiniai sudėtingų įtempių atveju (pvz., aviacijos ir erdvės konstrukcijų dalys).
