Hot Working vs. Koldbearbejdning af titaniumlegeringer - Nyheder

Den overlegne præstation aftitanlegeringspladerer stærkt afhængig af to kerneprocesser: varmbearbejdning og koldbearbejdning. Selvom disse to processer kan synes kun at adskille sig i temperatur, er de meget forskellige i deformationsmekanismer og procesmål. Faktisk er deres synergistiske samarbejde nøglen til at skabe-højtydende titanlegeringsprodukter. I dag vil vi dissekere kerneforskellene mellem varm- og koldbearbejdning af titanlegeringer for at se, hvordan de arbejder sammen om at forme "kernestyrken" af titanlegeringer.

Den mest fundamentale forskel mellem varmbearbejdning og koldbearbejdning ligger i, om bearbejdningstemperaturen overstiger titanlegeringens omkrystallisationstemperatur (typisk 600-950 grader afhængig af legeringssammensætningen). Dette bestemmer direkte de mikroskopiske ændringer i materialet.

Varmbearbejdning er et typisk eksempel på "blødgøring og formning ved høj-temperatur", hvor behandlingstemperaturen er højere end omkrystallisationstemperaturen. Den høje temperatur aktiverer atomernes diffusionsevne, hvilket tillader dislokationer akkumuleret under materialedeformation at omarrangere gennem korngrænsemigrering, hvilket danner en ensartet ligeakset kornstruktur. Denne proces kaldes dynamisk omkrystallisation. Det eliminerer ikke kun arbejdshærdningseffekten fuldstændigt, opretholder god plasticitet, men forbedrer også materialets isotropi gennem kornforfining. For eksempel kan Gr5 titanlegering, der almindeligvis anvendes i rumfartsområdet, opnå en ensartet ligeakset struktur, når den smedes i faseområdet over 980 grader, hvilket væsentligt forbedrer materialets slagfasthed.

Koldbearbejdning udføres på den anden side ved stuetemperatur eller under omkrystallisationstemperaturen. Uden den dynamiske omkrystallisationsblødgørende effekt af høj temperatur, er den plastiske deformation af materialet helt afhængig af dislokationsmultiplikation. Under deformation akkumuleres dislokationstætheden inde i materialet kontinuerligt og danner et sammenfiltret netværk med høj-densitet. Dette er, hvad vi almindeligvis omtaler som den arbejdshærdende effekt-forøger materialets styrke direkte og markant, men mindsker dets plasticitet. Tager man kold-rullet Gr5 titaniumplade som eksempel, kan en deformationsmængde på 5 %-10 % pr. gennemløb øge trækstyrken med 50-100 MPa, men materialets forlængelse kan falde fra 20 % til under 10 %, et typisk tilfælde af "stærkere, men skørt".

I faktisk industriel produktion kan hverken varmbearbejdning eller koldbearbejdning alene opfylde de strenge krav til high-produkter af titanlegering. Selvom varmbearbejdning er yderst effektiv til formning, mangler den dimensionsnøjagtighed og overfladeegenskaber; mens koldbearbejdning tilbyder høj præcision og kontrollerbar ydeevne, kan den ikke håndtere store emner og har en lille deformation pr. Derfor er den synergistiske kombination af varm- og koldbearbejdning blevet mainstream-processen for produktion af titanlegeringsplader, hvor produktionsprocessen for Gr5 titanlegeringsplader er et godt eksempel.

1. Varmvalsning: Barren opvarmes til ca. 1000 grader i -faseområdet og rulles i flere passager for at opnå et 20-50 mm tykt basisemne. Dette trin eliminerer iboende defekter i barren gennem dynamisk omkrystallisation, danner en ensartet ligeakset struktur, hvilket lægger et solidt mikroskopisk fundament for efterfølgende behandling.

2. Koldvalsning: Efter bejdsning for at fjerne oxidbelægninger fra den varm-valsede plade, koldvalses den i flere omgange ved stuetemperatur, med deformationen pr. gennemløb kontrolleret til 8 %-12 %, hvilket gradvist fortynder pladen til en måltykkelse på 0,5-5 mm. For at forhindre kantrevner forårsaget af arbejdshærdning, er mellemudglødning ved 650-700 grader i 1-2 timer indskudt under koldvalsning for hurtigt at eliminere indre spændinger.

3. Slutbehandling: Vakuumudglødning ved 600-650 grader i 2-4 timer eliminerer fuldstændig restspænding, hvilket i sidste ende opnår højtydende metalplader med dimensionsnøjagtighed ±0,02 mm og overfladeruhed Ra Mindre end eller lig med 0,8μm.

cold rolled titanium plate High quality Gr5 Ti6Al4V Titanium Plates