Wärmebehandlung von Titanlegierungen

Wärmebehandlung von Titanlegierung

Titanlegierung wird von Menschen wegen seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur und Hochtemperatur, seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und seiner hohen Festigkeit bevorzugt. Es hat sich zu einem wichtigen Strukturmaterial in der Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt. Die Wärmebehandlung von Titanlegierungen kann die Festigkeit der Legierung erheblich erhöhen, so dass sie die umfassende Leistung von hoher Festigkeit und guter Plastizität erreichen kann.

Wärmebehandlung von Titanlegierungen

Die Wärmebehandlung von Titanlegierungen spielt hauptsächlich eine Rolle bei der Anpassung der Struktur

Das Gefüge von Titanlegierungen wird durch thermische Verformung bestimmt und die Wärmebehandlung spielt hauptsächlich nur eine Rolle der Anpassung. Zum Beispiel kann eine Wärmebehandlung nur das Verhältnis von α-Phase und β-Phase einstellen, das durch thermische Verformung erhalten wird, und die durch Überhitzen erzeugte Blechstruktur kann durch Wärmebehandlung nicht in eine Zweizustandsstruktur geändert werden.

Die Wärmebehandlung von Titanlegierungen wird durch die Legierungsphasenzusammensetzung begrenzt

Die meisten nahezu α-Typ und stabilen β-Typ Titanlegierungen (mit Ausnahme einer sehr kleinen Anzahl wie der Ti-2Cu-Legierung) können nicht durch Wärmebehandlung verstärkt werden, und nur α +β-Titanlegierungen können durch Wärmebehandlung verstärkt werden.

Heiztemperatur und -zeit sollten streng kontrolliert werden

Wenn die Titanlegierung über die β-Umwandlungstemperatur erhitzt wird, wachsen die Kristallkörner schnell. Beim anschließenden Abkühlen bildet die α-Phase Keime und wächst zuerst an der Korngrenze und wächst in das Innere des Korns hinein.

Die nach der Wärmebehandlung in der β-Zone erhaltene β-Kristallkorngröße ist relativ groß und kann im Allgemeinen den Grad erreichen, der mit bloßem Auge sichtbar ist. Darüber hinaus kann das Wärmebehandlungsverfahren die grobkörnige Struktur der Titanlegierung nicht beseitigen, und die Schmiedeverformung muss verwendet werden, um die Struktur zu ändern.

Deshalb sollten beim Erhitzen vor dem Schmieden oder der Wärmebehandlung in der β-Zone die Heiztemperatur und -zeit streng kontrolliert werden, um übermäßiges Kornwachstum zu verhindern.

Verhindern Sie die Bildung von Versprödung

Titanlegierungen verbinden sich bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff, Stickstoff usw. und bilden eine sauerstoffreiche Versprödungsschicht auf der Oberfläche. Daher sollten Schmiedestücke im Allgemeinen in einer mikrooxidierenden Atmosphäre wärmebehandelt werden. Bei einigen Schmiedeteilen, deren Oberflächen nicht mehr bearbeitet werden, wie z. B. präzisionsgeschmiedeten Triebwerksschaufeln, sollte im Allgemeinen eine Vakuumwärmebehandlung verwendet werden, um eine Oberflächenoxidation zu vermeiden.

Kontrolle der Wasserstoffaufnahme

Titanlegierungen neigen dazu, bei hohen Temperaturen Wasserstoff aufzunehmen. Daher sollten beim Erhitzen oder der Wärmebehandlung vor dem Schmieden von Titanlegierungen so oft wie möglich Elektroöfen verwendet werden. Wenn ein Öl- oder Gasofen verwendet werden muss, sollte das Ofengas leicht oxidierend sein.

Bei einigen wichtigen Teilen, insbesondere bei dünnwandigen Schmiedeteilen, sollten Temperatur und Zeit während des chemischen Mahlens streng kontrolliert werden, um eine übermäßige Wasserstoffaufnahme zu vermeiden.

Achten Sie auf die Steuerung der Heiz- und Kühlrate

Die Wärmeleitfähigkeit der Titanlegierung ist gering. Beim Abkühlen nach der Wärmebehandlung kühlt der dünne Abschnitt des Schmiedestücks schneller ab als der dicke Abschnitt, was zu einer ungleichmäßigen Mikrostruktur führt.

In einigen Fällen kann aufgrund des übermäßigen Temperaturunterschieds im Abschnitt des Schmiedens der Titanlegierung während des Erwärmungs-Abkühl-Prozesses eine übermäßige Eigenspannung erzeugt werden, die zu Verzug und Verformung führt des Werkstücks.

Wenn in der Vergangenheit ein Barren aus einer Titanlegierung mit geringer Plastizität vor dem Schmieden erhitzt wurde, war die innere thermische Spannung zu groß, was zum Bruch des Barrens führte. Daher wird empfohlen, die Methode der segmentierten Erwärmung anzuwenden, um die thermische Spannung im Inneren des Barrens oder Knüppels zu minimieren.

Zusammenfassend ist die richtige und sinnvolle Anwendung des Wärmebehandlungsverfahrens für Titanlegierungen von großer Bedeutung, um das Versagen von Teilen aus Titanlegierungen zu verhindern.

Schlussfolgerung 

Vielen Dank für das Lesen unseres Artikels und hoffen, dass er Ihnen helfen kann, die Wärmebehandlung von Titanlegierungen besser zu verstehen. Wenn Sie mehr über Titan erfahren möchten und Titanlegierungen empfehlen wir Ihnen den Besuch von Advanced Refractory Metals (ARM ) für weitere Informationen.

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