Greining á ýmsum sprungutegundum í títanblöndu.

Títan málmblöndur eru mikið notaðar í geim-, skipasmíði og lífeindafræðilegum reitum vegna mikils sértækra styrkleika þeirra, tæringarþols og mikils - hitastigsþols. Hins vegar eru sprungu gallar viðkvæmir við smíðunarferlið og hafa alvarlega áhrif á gæði vöru og skilvirkni framleiðslu. Þessi grein fer kerfisbundið yfir algengar sprungutegundir í smiðju Títan ál og sameinar dæmigerð tilfelli með lykilstýringarstigum til að veita tæknilega tilvísun fyrir iðnaðinn.

Enda andlitssprungið: „Banvæn sár“ upphafs smíðunar

Endasprungur í andliti er einn algengasti gallinn í títanblöndu smíðandi, sem oft kemur fram á meðan á Ingot stóð upp eða teikna stig. Einkennandi eiginleiki þess er sprunga sem breiðist út geislamyndun meðfram endanum á billet og í alvarlegum tilvikum getur komið í veg fyrir frekari smíð. Helstu orsakir fela í sér:

Leifar málmvinnslugalla:Ófullkomin fjarlæging rýrnunarhola við höfuð ingotsins eða kuldinn sem lokað er við halann getur orðið sprunguuppsprettur undir smíðandi þrýstingi. Til dæmis þróaðist TC4 - LC títan álfelgur í gegnum holu á hliðinni við fyrsta teikninguna vegna ófullkominnar fjarlægðar svitahola undirlags.

Óstjórnað hitastigshlutfall:Við uppnám veldur snertingin á milli loka andlitsins og hamarstangarinnar hratt hitaleiðni. Við teikningu fer kælingarhraðinn við bullaðan hluta endans yfir 30 gráðu /s, sem veldur staðbundinni brothætt.

Ójöfn aflögun:Óhófleg lækkun á einni skarð eða óhóflegum aflögunarhraða hindrar málmflæði í kjarna enda andlitsins, sem leiðir til sokkinna sprunga. Í TA15 títan álstöng sem mældust um það bil 85 mm í þvermál fundust innri sprungur allt að 12 mm djúp í kjarna vegna óhóflegs teiknihraða.

Fyrirbyggjandi ráðstafanir: Notaðu ultrasonic próf til að fjarlægja galla í ingot vandlega. Hyljið Billet End andlitið með einangrunarull við uppnám, stjórnið lækkun á hverja skarð í minna en eða jafnt og 15mm og hámarkið forhitun Hammer Anvil í meira en eða jafnt og 300 gráðu.

 

Folding sprunga: falinn „yfirborðsmorðingi“

Að brjóta saman sprungu stafar venjulega af truflaðri málmflæði meðan á smíðunarferlinu stendur og birtist sem lagskiptir gallar á eða innan billetsins. Hægt er að flokka myndunarbúnaðinn í þrjár gerðir:

Upphaflegir gallar:Ingots með hæð - til - þvermál hlutfall hærra en eða jafnt og 2,5 eða leifar gróp úr millistigssýni, sem valda málmi fellir meðfram göllunum við uppnám. TB6 Títan álfelgur þróaði fellt sprungur allt að 8mm djúpt eftir að hafa smíðað vegna ópólisinna sýnatöku.

Villur í ferli:Billet hallar við sagun, sem leiðir til skyndilegs breytinga á kross - hlutanum. Bilun í pólsku skörpum hornum á 180 gráðu að fletta og áframhaldandi vinnsla getur valdið því að brjóta saman.

Auka galla í ferli:Vinnsluverkfæramerki, afskipti af oxíðskala og aðrir gallar geta stækkað í brot við síðari smíð.

Dæmigert tilfelli: Meðan á að móta vélarskífu var ekki hreinsað oxíðskvarðann frá skilnaðaryfirborði, sem leiddi til óhóflegs falts dýptar og 30% ruslhraða. Lausn: Innleiða stranglega „þriggja skoðana“ kerfið (sjálf - skoðun, gagnkvæm skoðun og sérhæfð skoðun), framkvæma litarefnisprófanir á billet yfirborðinu til að stjórna felldýpi í minna en eða jafnt og 0,5 mm.

 

Rífa og innri sprungur: dýpri „lífræn kreppa“

Tár eiga sér oft stað á togstiginu og birtast sem þverbrot. Rót þeirra eru:

Óstjórnaðar aflögunarbreytur:Óhófleg lækkun eða óhófleg lækkunarhlutfall í einni skarð leiðir til ójafns málmflæðis. Í einni Tb6 títan álfellu, vegna eins - minnkunar 60mm, fór tárdýptin yfir helming plötunnarþykktar.

Verkfæraklæðnaður:Klæðnað á stykurbrúninni veldur streituþéttni. Í annarri TC4-DT títan álfelgisstig skaft olli aflögun stoðsins rífa við skrefaskipti.

Innri sprungur eru falin innan billetsins og finnast oft í litlu - málefnum (Ø minna en eða jafnt og 90mm) eða erfitt - til - afmyndar málmblöndur (svo sem Ti3Al og Ti2Alnb). Myndun þeirra er tengd eftirfarandi þáttum:

Málmvinnsluaðskilnaður:Aðgreining eldfastra þátta eins og wolfram og mólýbden leiðir til staðbundinnar minnkunar á plastleika. Við galla uppgötvun TA15 títanblöndu fundust innri sprungur í kjarna og greining sýndi að þær voru af völdum aðgreiningar NB.

Bilun hitastjórnunar:Lágt hitastig eða öfug smíða sem leiðir til hitastigs stigs yfir 50 gráðu. Ákveðnar Ti60 álfuli þróuðu innri sprungur lengdar sem fóru meira en 200 mm að lengd við kamferið vegna of hröðrar vatnskælingu.

Ferli Optimization: A Multi - stefnufyrningarferli (uppnám - teygja - uppnám hringrás) var samþykkt, þar sem millistig var gerð þegar uppsöfnuð aflögun fór yfir 70%. Innrautt hitauppstreymiskerfi var sett upp til að tryggja að hitamismunur á billet haldist undir 30 gráðu.

 

Brothætt sprunga: „Achilles“ hælinn “á háu - hitastigsblöndunum

Erfitt - til - afmyndar hátt - hitastig títan málmblöndur (eins og TC19 og IMI 834) eru mjög viðkvæmir fyrir hitastigi og eru tilhneigðir til brothættra sprungna við smíðun:

Óhóflega lágt lokamyndun:Fyrir neðan endurkristöllunarhitastigið lækkar plastleiki málmsins skarpt. Ákveðið hátt - hitastig títan álprófunarefni, með endanlegt smíðshitastig aðeins 980 gráðu, næstum brotinn vegna sprungna.

Galla í upphitunarferli:Óhóflega hratt hitunarhraði leiddi til hitastigs stigs sem var meiri en 100 gráðu milli endanna og miðstöðvarinnar. Ti3al ingot varð fyrir staðbundnu brothættu beinbrotum við upphitun vegna ójafna einangrunarumbúða.

Óviðeigandi kælingaraðferðir:Settu - að smíða kælingu vatns olli streituþéttni. Við námundun TC19 álfúrunnar þróuðust lengdarsprungur vegna mismunadrifs kælingarhraða við kantaða brúnirnar.

Forvarnar- og stjórnunaráætlanir: Framkvæmdu sviðsettu upphitunarferli (td þrjú eignarhluta við 600 gráðu, 800 gráðu og 1000 gráðu) og viðhalda endanlegu smíðshitastigi innan 50 gráðu umbreytingarstaðarins. Fyrir erfiða - til - afmyndaðu málmblöndur, notaðu asbestklæðningu. Fyrir TA12A ál jókst ávöxtunarhlutfallið úr 63,29% í 71,45% með asbestklæðningu.

 

Yfirborðssprungur og alfa brothætt lag: falinn „frammistöðu morðingjar“

Yfirborðssprungur eru oft af völdum of lágs endanlegs smíðunar hitastigs eða langvarandi samskiptatíma. Títan álfelgur reyndist hafa í gegnum - sprungur við grófa vinnslu. Rótin var myndun súrefnis - ríkur alfa lag (allt að 0,2 mm þykkt) við isothermal glitun eftir að falið var, sem jók yfirborðs hörku um 30% og jók verulega Brittleness.

Lausn:

Smurefni umsókn:Notaðu gler smurolíu við pressu deyja til að draga úr núningi milli billet og deyja; Styttu snertitíminn milli billet og neðri deyja í minna en eða jafnt og 2s meðan á hamar smíði.

Andrúmsloftsstjórnun:Haltu svolítið oxandi andrúmslofti (O₂ innihald minna en eða jafnt og 0,5%) í ofninum við smíð eða hitameðferð. Tómarúm anneal hlutar með of mikið vetnisinnihald.

 

Að koma í veg fyrir og stjórna sprungum í smiðju Títan álfelgur krefst alhliða nálgunar yfir alla málmvinnslu-, ferlis- og búnaðarkeðjuna. Hættan á sprungum er hægt að draga verulega úr með því að hámarka hitastigshitastigið (td, með því að stjórna upphaflegu smíðshitastiginu 150 - 250 gráðu yfir - umbreytingarpunktinum), útfæra fjöl - stefnubrennsluferli og styrkja ultrasonic próf (tíðni meiri en eða jafnt og 2 sinnum á hverja eld). Í framtíðinni, með beitingu stafrænnar tvíburatækni við að móta uppgerð ferla, mun spá og stjórnun á sprungum títan álfrávaxta í átt að hærri nákvæmni, sem veitir áreiðanlegri efnisstuðning við framleiðslu hágæða búnaðar.