خصائص المعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم

(1) لن يغير تحويل المارتينسيت خصائص سبائك التيتانيوم بشكل كبير. تختلف هذه الميزة عن تحول المرحلة المارتنسيتية للصلب. لا يمكن أن يعتمد تقوية المعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم إلا على التحلل القديم للمرحلة شبه المستقرة (بما في ذلك المرحلة المارتنسيتية) التي تكونت عن طريق التبريد. علاوة على ذلك، فإن طريقة المعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم النقية من النوع A مستحيلة في الأساس. فعال، أي أن المعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم تستخدم بشكل أساسي لسبائك التيتانيوم من النوع +.

(2) يجب أن تتجنب المعالجة الحرارية تكوين المرحلة ω. سيؤدي تكوين المرحلة ω إلى جعل سبائك التيتانيوم هشة، ويمكن أن يؤدي الاختيار الصحيح لعملية الشيخوخة (على سبيل المثال، باستخدام درجة حرارة شيخوخة أعلى) إلى تحلل المرحلة ω.

(3) من الصعب صقل حبيبات سبائك التيتانيوم باستخدام تغييرات الطور المتكررة. وهذا يختلف أيضًا عن المواد الفولاذية. يمكن لمعظم أنواع الفولاذ استخدام تحولات الطور المتكررة للأوستينيت والبرليت (أو الفريت والسمنتيت) للتحكم في النواة ونمو المراحل الجديدة لتحقيق صقل الحبوب. لا توجد مثل هذه الظاهرة في سبائك التيتانيوم.

(4) ضعف التوصيل الحراري. يمكن أن تؤدي الموصلية الحرارية الضعيفة إلى ضعف صلابة سبائك التيتانيوم، وخاصة سبائك التيتانيوم، والإجهاد الحراري الكبير للتبريد، وتكون الأجزاء عرضة للتزييف أثناء التبريد. نظرًا لضعف التوصيل الحراري، يمكن أن تسبب سبائك التيتانيوم بسهولة ارتفاعًا مفرطًا في درجة الحرارة المحلية عند تشوهها، مما يجعل من الممكن أن تتجاوز درجة الحرارة المحلية نقطة التحول وتشكل بنية ويدمانشتاتن.

(5) نشط كيميائيا. أثناء المعالجة الحرارية، تتفاعل سبائك التيتانيوم بسهولة مع الأكسجين وبخار الماء، وتشكل طبقة غنية بالأكسجين أو مقياس أكسيد بعمق معين على سطح قطعة العمل، مما يقلل من أداء السبيكة. وفي الوقت نفسه، تمتص سبائك التيتانيوم الهيدروجين بسهولة أثناء المعالجة الحرارية، مما يسبب تقصف الهيدروجين.

(6) هناك فرق كبير في نقاط التحول. وحتى لو كانت المكونات واحدة، بسبب اختلاف درجات حرارة الصهر، فإن تحولها

تختلف درجات الحرارة في بعض الأحيان بشكل كبير.

(7) عند تسخينها في منطقة الطور تميل الحبوب إلى النمو. يمكن أن يؤدي خشونة الحبوب إلى انخفاض حاد في مرونة السبائك، لذلك يجب التحكم بدقة في درجة حرارة التسخين ووقته، ويجب استخدام المعالجة الحرارية في منطقة الطور بحذر.

أنواع المعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم

إن تغيير الطور لسبائك التيتانيوم هو أساس المعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم. من أجل تحسين أداء سبائك التيتانيوم، بالإضافة إلى السبائك المعقولة، يجب دمجها مع المعالجة الحرارية المناسبة. هناك عدة طرق للمعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم. تشمل العلاجات الشائعة الاستخدام معالجة التلدين ومعالجة الشيخوخة والمعالجة الحرارية للتشوه والمعالجة الحرارية الكيميائية.

1 المعالجة بالتليين

التلدين مناسب لسبائك التيتانيوم المختلفة، ويحسن في نهاية المطاف من مرونة السبائك، ويزيل إجهادها ويثبت الهيكل. تشمل أشكال التلدين التلدين لتخفيف الضغط، التلدين بإعادة البلورة، التلدين المزدوج، التلدين متساوي الحرارة والتليين الفراغي.

(1) الصلب تخفيف الإجهاد. من أجل القضاء على الإجهاد الداخلي الناتج أثناء عمليات الصب والتشوه البارد واللحام، يمكن استخدام التلدين لتخفيف الضغط. يجب أن تكون درجة حرارة التلدين لتخفيف الإجهاد أقل من درجة حرارة إعادة البلورة، بشكل عام 450 ~ 650 درجة. يعتمد الوقت المطلوب على حجم المقطع العرضي لقطعة العمل وتاريخ المعالجة ودرجة تخفيف الضغط المطلوبة.

(2) الصلب العادي. والغرض من ذلك هو القضاء على الإجهاد الأساسي في المنتجات شبه المصنعة من سبائك التيتانيوم والحصول على قوة عالية ولدونة تلبي المتطلبات الفنية. درجة حرارة التلدين بشكل عام تعادل أو أقل قليلاً من درجة حرارة بدء إعادة البلورة. يتم استخدام عملية التلدين هذه بشكل عام عندما تخرج المنتجات المعدنية من المصنع، لذلك يمكن أيضًا أن تسمى عملية التلدين في المصنع.

(3) الصلب الكامل. والغرض من ذلك هو القضاء تمامًا على تصلب العمل وتثبيت الهيكل وتحسين اللدونة. تحدث هذه العملية بشكل رئيسي إعادة التبلور، لذلك تسمى أيضًا إعادة التبلور التلدين. ويفضل أن تكون درجة حرارة التلدين بين درجة حرارة إعادة البلورة ودرجة حرارة تحويل الطور. إذا تم تجاوز درجة حرارة تحول الطور، فسيتم تشكيل هيكل Widmanstatten وسوف تتدهور خصائص السبيكة. يختلف نوع التلدين ودرجة الحرارة وطريقة التبريد بين الأنواع المختلفة لسبائك التيتانيوم.

(4) الصلب المزدوج. لتحسين صلابة الكسر واللدونة والبنية المستقرة للسبيكة، هناك حاجة إلى عمليتي التلدين. يكون هيكل السبائك بعد التلدين أكثر تجانسًا وقريبًا من التوازن. من أجل ضمان استقرار هيكل وخصائص سبائك التيتانيوم المقاومة للحرارة تحت درجات حرارة عالية وإجهاد طويل الأمد، غالبا ما يستخدم هذا النوع من التلدين. يتضمن التلدين المزدوج تسخين السبيكة وتبريدها بالهواء مرتين. تكون درجة حرارة التسخين للتليين ذي درجة الحرارة العالية الأولى أعلى من درجة الحرارة النهائية لإعادة البلورة أو قريبة منها، بحيث يمكن إجراء إعادة البلورة بالكامل دون التسبب في نمو الحبوب بشكل كبير، ويمكن التحكم في جزء الحجم من مرحلة AP. بعد تبريد الهواء، لا يكون الهيكل مستقرًا بدرجة كافية، لذلك يلزم التلدين الثاني بدرجة حرارة منخفضة. درجة حرارة التلدين أقل من درجة حرارة إعادة البلورة ويتم الاحتفاظ بها لفترة طويلة لتحلل الطور شبه المستقر الذي تم الحصول عليه عن طريق التلدين بدرجة حرارة عالية بشكل كامل.

(5) الصلب متساوي الحرارة. يوفر التلدين متساوي الحرارة أفضل اللدونة والاستقرار الحراري. هذا النوع من التلدين مناسب لسبائك التيتانيوم ثنائية الطور ذات محتوى عنصر التثبيت العالي. التلدين متساوي الحرارة يستخدم طريقة تبريد متدرجة، أي أنه بعد التسخين إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة إعادة البلورة والحفاظ على الحرارة، يتم نقله على الفور إلى فرن آخر بدرجة حرارة منخفضة (عموما 600 ~ 650 درجة) للحفاظ على الحرارة، ثم يتم تبريده بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة.

2 العلاج بالتبريد

إن تبريد الشيخوخة هو الطريقة الرئيسية للمعالجة الحرارية وتقوية سبائك التيتانيوم. يستخدم تغيير الطور لإنتاج تأثير تقوية، لذلك يطلق عليه أيضًا المعالجة الحرارية المقوية. يعتمد تأثير التقوية للمعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم على طبيعة وتركيز ومواصفات المعالجة الحرارية لعناصر السبائك، لأن هذه العوامل تؤثر على نوع وتكوين وكمية وتوزيع الطور شبه المستقر الذي يتم الحصول عليه عن طريق تبريد السبيكة، وكذلك طبيعة المرحلة المترسبة أثناء تحلل المرحلة شبه المستقرة. الهيكل ودرجة التشتت وما إلى ذلك، والتي ترتبط بتكوين السبيكة ومواصفات عملية المعالجة الحرارية والهيكل الأصلي.

بالنسبة للسبائك ذات التركيبة المحددة، يعتمد تأثير تقوية العمر على عملية المعالجة الحرارية المحددة. كلما ارتفعت درجة حرارة التبريد، كلما كان تأثير تقوية الشيخوخة أكثر وضوحًا. ومع ذلك، فإن التبريد فوق درجة حرارة التحويل سوف يسبب هشاشة بسبب الحبوب الخشنة بشكل مفرط. بالنسبة لسبائك التيتانيوم ثنائية الطور ذات التركيز المنخفض، يمكن استخدام التبريد بدرجة حرارة أعلى للحصول على المزيد من المارتينسيت، بينما بالنسبة لسبائك التيتانيوم ثنائية الطور ذات التركيز العالي، يمكن استخدام التبريد بدرجة حرارة منخفضة للحصول على طور أكثر استقرارًا. ، وذلك للحصول على أقصى تأثير تقوية فعال للوقت. طريقة التبريد بشكل عام هي تبريد الماء أو تبريد الزيت، ويجب أن تكون عملية التبريد سريعة لمنع الطور من التحلل أثناء عملية النقل وتقليل تأثير تقوية الشيخوخة. يجب أن يعتمد اختيار درجة حرارة الشيخوخة والوقت على أفضل أداء شامل. بشكل عام، درجة حرارة التعتيق لسبائك التيتانيوم هي 500~600 درجة ووقت التعتيق هو 4~12 ساعة؛ في حين أن درجة حرارة الشيخوخة لسبائك التيتانيوم من النوع هي 450 ~ 550 درجة. ، الوقت 8 ~ 24 ساعة، طريقة التبريد هي تبريد الهواء.