Hitameðferð títan og títan málmblöndur (1）
Hitameðferð er ferli þar sem stýrð upphitun og kæling á málmum er framkvæmd við mjög nákvæmar umhverfisaðstæður til að breyta eðlisfræðilegum eða vélrænum eiginleikum málmsins án þess að breyta lögun vörunnar. Ef hitameðhöndlun er ekki unnin á réttan hátt getur málmurinn ekki náð þeim eiginleikum sem þarf til að uppfylla hönnunarforskrift verkfræðinga.
Hitameðferð er venjulega tengd við að auka styrk efnis, en hún er einnig oft notuð til að bæta vinnsluhæfni, bæta mótunarhæfni, auka sveigjanleika eða auka tæringarþol. Þess vegna er það mikilvægt ferli sem tryggir að tilgreindir eiginleikar málmsins náist.
Kostir hitameðferðar með títanblendi:
Draga úr álagi sem myndast við framleiðslu (álagslosun)
Framleiða ákjósanlega samsetningu af sveigjanleika, vélhæfni og víddar- og byggingarstöðugleika (glæðingu)
Auka styrk (meðhöndlun lausnar og öldrun)
Fínstilltu sérstaka eiginleika eins og brotseigu, þreytustyrk og skriðstyrk við háan hita
Álagslosandi títan
Títan og títan málmblöndur er hægt að létta álagi án þess að hafa skaðleg áhrif á styrk eða sveigjanleika.
Álagslosandi meðferðir draga úr óæskilegri álagsleifum sem stafar af í fyrsta lagi ójafnri heitsmíði eða aflögun frá köldu mótun og réttingu, í öðru lagi ósamhverfri vinnslu á plötu eða járnsmíði og í þriðja lagi suðu og kælingu á steypu. Fjarlæging á slíkum álagi hjálpar til við að viðhalda stöðugleika í lögun og útilokar óhagstæðar aðstæður, svo sem tap á þrýstiþoli sem almennt er þekktur sem Bauschinger áhrif.
Álagslosun er líklega algengasta hitameðferðin sem gefin er fyrir títan og títan málmblöndur. Það er notað til að draga úr óæskilegri afgangsspennu sem stafar af ójafnri heitsmíði aflögun, ójafnri kaldmyndun og réttingu, ósamhverfri vinnslu á plötu (högg) eða smíða, suðu á unnum, steyptum eða duftmálmvinnsluhlutum (P/M) og kæling á steypu.
Álagslosun hjálpar til við að viðhalda stöðugleika í formi og getur einnig útrýmt óhagstæðum aðstæðum eins og tapi á þjöppunarstyrk - Bauschinger áhrifin - sem geta verið sérstaklega alvarleg í títan málmblöndur. Álagslosun er hægt að framkvæma án þess að hafa skaðleg áhrif á styrk eða sveigjanleika.
Hreinsun
Glæðing títan og títan málmblöndur þjónar fyrst og fremst til að auka brotseigu, sveigjanleika við stofuhita, víddar- og hitastöðugleika og skriðþol. Margar títan málmblöndur eru teknar í notkun í glæðu ástandi. Vegna þess að endurbætur á einni eða fleiri eiginleikum eru almennt fengnar á kostnað einhverra annarra eiginleika, ætti að velja glóðarlotuna í samræmi við markmið meðferðarinnar.
Algengar glæðingarmeðferðir eru:
Mylluglæðing er almenn meðferð sem gefin er fyrir allar mylluvörur. Það er ekki fullglæðing og getur skilið eftir sig ummerki um köldu eða heitu vinnslu í örbyggingum mikið unnum vörum, sérstaklega lak.
Tvíhliða glæðing breytir lögun, stærðum og dreifingu fasa í það sem þarf til að bæta skriðþol eða brotseigu. Í tvíhliða glæðingu Corona 5 málmblöndunnar, til dæmis, er fyrsta glæðingin nálægt transusnum til að kúlubúa hið aflagaða og til að lágmarka rúmmálshlutfallið. Þessu er fylgt eftir með annarri glæðingu við lægra hitastig til að fella út nýja linsulaga (acicular) á milli kúluagnanna. Þessi myndun nálar tengist framförum á skriðstyrk og brotseigu.
Endurkristöllunarglæðing og glæðing eru notuð til að bæta brotseigu. Í endurkristöllunarglæðingu er málmblöndunni hitað í efri enda - sviðsins, haldið í smá tíma og síðan kælt mjög hægt. Undanfarin ár hefur endurkristöllunarglæðing komið í stað glæðingar fyrir brotna mikilvæga flugskrammahluta.
(Beta) Hreinsun. Eins og endurkristöllunarglæðing, bætir glæðing brotseigu. Beta-glæðing er gerð við hitastig yfir transus málmblöndunnar sem verið er að glæða. Til að koma í veg fyrir óhóflegan kornvöxt ætti hitastigið fyrir glæðingu að vera aðeins hærra en transus. Hlæðingartími fer eftir þykkt hluta og ætti að vera nægjanlegur til að fullkomna umbreytingu. Tíma við hitastig eftir umbreytingu ætti að vera í lágmarki til að stjórna kornvexti. Stærri hlutar ættu að vera viftukældir eða vatnsslökkva til að koma í veg fyrir myndun fasa við kornmörk.
Lausnarmeðferð og öldrun
Hægt er að fá fjölbreytt úrval styrkleika í - eða málmblöndur með lausnarmeðferð og öldrun. Að undanskildu hinni einstöku Ti-2.5Cu málmblöndu, er uppruni hitameðhöndlunarviðbragða títan málmblöndur í óstöðugleika háhitastigsins við lægra hitastig.
Upphitun á málmblöndu við hitastig sem er meðhöndluð lausn framleiðir hærra hlutfall fasa. Þessari fasaskiptingu er viðhaldið með því að slökkva; við síðari öldrun á sér stað niðurbrot á óstöðuga fasanum, sem gefur mikinn styrk. Viðskiptablöndur eru venjulega afhentar í lausnmeðhöndluðu ástandi og þarf aðeins að eldast. Lausnmeðhöndlun á títan málmblöndur felur almennt í sér hitun að hitastigi annaðhvort aðeins yfir eða örlítið undir transus hitastigi.
(Beta) málmblöndur eru venjulega fengnar frá framleiðendum í lausnmeðhöndluðu ástandi. Ef þörf er á endurhitun ætti bleytitíminn aðeins að vera eins langur og nauðsynlegt er til að ná fullkominni lausn. Lausnmeðhöndlunarhitastig fyrir málmblöndur er fyrir ofan transus; þar sem enginn annar áfangi er til staðar getur kornvöxtur gengið hratt fyrir sig.
- (Alfa-beta) málmblöndur. Val á hitastigi lausnarmeðferðar fyrir málmblöndur byggist á samsetningu vélrænna eiginleika sem óskað er eftir eftir öldrun. Breyting á hitastigi lausnarmeðhöndlunar - málmblöndur breytir magni fasa og breytir þar af leiðandi viðbrögðum við öldrun.
Til að fá háan styrk með fullnægjandi sveigjanleika er nauðsynlegt að meðhöndla lausn við hitastig sem er hátt á - sviðinu, venjulega 25 til 85 gráður (50 til 150 gráður F) fyrir neðan þvermál málmblöndunnar. Ef þörf er á mikilli brotseigu eða bættri viðnám gegn streitutæringu getur glæðing eða lausnarmeðhöndlun verið æskileg. Hins vegar veldur hitameðhöndlun - málmblöndur á bilinu verulegu tapi á sveigjanleika. Þessar málmblöndur eru venjulega hitameðhöndlaðar með lausnum fyrir neðan transus til að fá sem best jafnvægi á sveigjanleika, brotseigju, skrið og álagsrofi.
Slökkvandi
Ef málmblöndur eru hratt kældar með því að slökkva á vatni frá öllu beta svæðinu, er tilhneiging alfa fasans til að myndast bæld niður og beta fasinn haldist. Ákveðnar álblöndur sýna hins vegar sérkennilega umbreytingu við slökun. Þessi aðferð martensitic eða klippa-eins umbreytingu er ekki alveg skilið. Myndun þessarar uppbyggingar, svokallaðs alfa frumefnis, veldur einhverri bjögun á grindunum. Þessi röskun og álagið sem af því leiðir framleiðir efni sem er hart og seigt og hefur betri þreytueiginleika en alfa. Þetta slökkviferli er einnig upphafspunkturinn fyrir mildun.
Hitun
Þegar títan er slökkt úr hækkuðu hitastigi, endurhitað í hitastig undir beta transus, haldið í langan tíma og aftur slökkt, er sagt að það hafi verið mildað. Þrjár breytur eru til í temprun: fasarnir sem eru til staðar, tíminn sem haldið er og hitunarhitinn.
Þegar upphafsbyggingin inniheldur alfa prime, verða tvær breytingar: alpha prime umbreytist í alfa, og á lengri tíma verður alfa serraft. Niðurstaðan er tap á hörku og styrk og aukning á sveigjanleika og höggi. Alfa-beta mannvirki fylgja hins vegar ekki þessu mynstri. Alfa helst helst óbreytt; beta brotnar niður og myndar meira alfa á kostnað beta fasans. Við lágt hitastig mun meira alfa myndast; þannig, lágt hitunarhitastig leiðir til meiri lækkunar á styrk og hörku og meiri aukningu á sveigjanleika en háhitahitun á sama tímabili.
Jafnhitabreyting
Við heitslökkvandi málmblöndu frá öllu beta svæðinu í hitastig í alfa-beta sviðinu og haldið í nokkurn tíma og síðan frekar slökkt í stofuhita, umbreytist efnið í jafnhita. Meðferð á þennan hátt veldur útfellingu á alfa fasa úr beta. Við háan hita fellur alfa fyrst út við kornmörk og síðar innan beta kornanna sjálfra.
Þessi meðferð, þegar haldið er við hitastig rétt undir umbreytingarhitastigi, gefur í fyrstu mjög hart efni vegna myndun beta prime. Ef haldtíminn er lengdur minnkar hörku og styrkur með tilheyrandi aukningu á sveigjanleika og seiglu. Við lægra hitastig á sér stað hægfara aukning á hörku og stökkleika og í lengri tíma getur meiri hörku fengist en með stuttum háhitameðferðum.
(Framhald)
