العيوب في سبائك التيتانيوم المطروقات والوقاية منها والسيطرة عليها

أثناء تزوير سبيكة التيتانيوم ، بسبب مواصفات العملية غير السليمة ، ومراقبة الجودة المتراخية للمواد الخام وأسباب أخرى ، قد يكون لدى المطروقات عيوب مختلفة.العيوب الشائعة هي على النحو التالي:

1.هشاشة β

ويتسبب هشاشة β بسبب ارتفاع درجة الحرارة من المطروقات.بالنسبة لسبائك التيتانيوم α و (α + β) ، وخاصة سبائك التيتانيوم (α + β) ، إذا كانت درجة حرارة التسخين عالية جدًا ، فإنها تتجاوز درجة حرارة التحويل β ، مما يؤدي إلى حبوب كبيرة وحبوب متساوية المحور في المطروقات ؛ مرحلة α في الهيكل الدقيق تتسرب على طول حدود الحبوب والداخل من الحبوب β الأصلية الخشنة.والنتيجة هي انخفاض في لونة المطروقات في درجة حرارة الغرفة ، وهي ظاهرة تسمى هشاشة بيتا.

لا يمكن إصلاح عيوب ارتفاع درجة الحرارة في المطروقات من سبيكة التيتانيوم عن طريق المعالجة الحرارية ، ولكن يجب إصلاحها عن طريق تشوه البلاستيك بعد إعادة التسخين تحت درجة حرارة الانتقال β (إذا تم السماح للمطروقات).

من أجل منع ارتفاع درجة الحرارة ، يجب التحكم في درجة حرارة الفرن بشكل صارم عند تسخين سبيكة التيتانيوم ، وينبغي قياس درجة حرارة المنطقة المؤهلة للفرن بانتظام ، ولا ينبغي ترتيب موقف الشحن والكمية بشكل معقول.عند استخدام التسخين المقاوم ، يجب ترتيب الحواجز على جانبي الفرن لتجنب ارتفاع درجة الحرارة الناجمة عن البليت القريبة جدًا من قضيب كربيد السيليكون.اختبار درجة حرارة الانتقال β الفعلية لكل سبيكة فرن هو أيضا تدبير فعال لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

2.الحبوب الخشنة المحلية

أثناء تزوير يموت على المطرقة أو الصحافة ، بسبب ضعف الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم ، تنخفض درجة حرارة الطبقة السطحية للبليت كثيرًا أثناء الاتصال بالتموت ، إلى جانب تأثير الاحتكاك بين سطح البليت ويموت العلوي والسفلي من القالب ، يتم تشوه الجزء الأوسط من البليت بشدة ودرجة تشوه السطح صغير ، بحيث يتم الاحتفاظ بهيكل المواد الخام ، ويتم تشكيل حبوب محلية وخشنة جديدة.

من أجل تجنب عيوب الحبوب الخشنة المحلية من سبيكة التيتانيوم ، يمكن اتخاذ التدابير التالية: اعتماد عملية ما قبل التزوير لجعل التشوه موحدًا أثناء التزوير النهائي ؛ تعزيز التشحيم لتحسين الاحتكاك بين البليت والقالب ؛ تسخين القالب مسبقًا تمامًا للحد من انخفاض درجة حرارة البليت في عملية التزوير.

3.كراك

يحدث الكراك السطحي لتزوير سبائك التيتانيوم بشكل رئيسي عندما تكون درجة حرارة التزوير النهائية أقل من درجة حرارة إعادة التبلور الكاملة لسبائك التيتانيوم.في عملية تزوير يموت ، فإن وقت الاتصال بين البليت ويموت طويل جدًا ، بسبب ضعف الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم ، فمن السهل أن يتسبب سطح البليت في تبريد إلى أقل من درجة حرارة التزوير النهائية المسموح بها ، وأيضا تسبب صدع سطح التزوير.من أجل السيطرة على حدوث الشقوق ، يمكن استخدام زيوت التشحيم الزجاجية عند تزوير على الصحافة ، أو عند تزوير المطرقة ، يمكن تقصير وقت الاتصال بين البليت والقالب السفلي قدر الإمكان.

4.هيكل الصب المتبقية

عند تزوير سبائك التيتانيوم ، إذا كانت نسبة التزوير ليست كبيرة بما فيه الكفاية أو طريقة التزوير غير صحيحة ، فإن المطروقات ستترك هيكل الصب.طريقة حل هذا العيب هي زيادة نسبة التزوير واعتماد إزعاج متكرر والرسم.

5.شريط ساطع

ما يسمى الشرائط المشرقة في سبائك التيتانيوم المطروقات هي شرائط ذات سطوع غير طبيعي مرئي للعين المجردة الموجودة في هيكل الطاقة المنخفضة.نظرًا لفرق زاوية الإضاءة ، يمكن أن يكون الشريط المشرق أكثر إشراقا أو أكثر قتامة من المعدن المصفوفة.على المقطع العرضي ، هو منقوط أو قشر ؛ على القسم الرأسي ، هو شريط ناعم ، يتراوح طوله من أكثر من عشرة ملليمترات إلى عدة أمتار.هناك سببان رئيسيان لشرائط ساطعة: أحدهما هو فصل التركيب الكيميائي لسبائك التيتانيوم ، والآخر هو التأثير الحراري للتشوه في عملية الصياغة.

الشريط المشرق له تأثير معين على خصائص سبيكة التيتانيوم ، وخاصة على خصائص اللدونة ودرجة الحرارة العالية.تدابير لمنع ظهور شرائط ساطعة هي التحكم الصارم في فصل التركيب الكيميائي في الصهر ، واختيار المواصفات الحرارية بشكل صحيح (درجة حرارة التسخين ، درجة التشوه ، سرعة التشوه ، إلخ) ،وذلك لمنع درجة حرارة المطروقات من أن تكون مختلفة جدا بسبب التأثير الحراري للتشوه.

6.طبقة ألفا هشة

& nbsp؛ تسبب طبقة هشاشة α بشكل رئيسي بسبب انتشار الأكسجين والنيتروجين في المعدن من خلال مقياس أكسيد فضفاض في درجة حرارة عالية ، مما يزيد من محتوى الأكسجين والنيتروجين في المعدن السطحي ، وبالتالي يزيد من عدد مرحلة α في هيكل السطح.عندما يصل محتوى الأكسجين والنيتروجين في المعدن السطحي إلى قيمة معينة ، قد يتكون هيكل السطح تمامًا من مرحلة α.بهذه الطريقة ، يشكل سطح سبيكة التيتانيوم طبقة سطحية مع أكثر أو كل مرحلة α.عادة ما تسمى الطبقة السطحية المكونة من هذه المرحلة α طبقة هشاشة α.طبقة α-هشاشة على سطح سبائك التيتانيوم سميكة للغاية ، مما قد يؤدي إلى تكسير البليت أثناء التزوير.

يرتبط سمك طبقة ألفا الهشة ارتباطًا وثيقًا بنوع فرن التسخين المستخدم في تزوير أو المعالجة الحرارية ، وخصائص الغاز في الفرن ، ودرجة حرارة التسخين ووقت عقد الفراغ أو الأجزاء.يزداد السمكة مع زيادة درجة حرارة التسخين ووقت الاحتفاظ ، ويزداد سمكًا مع زيادة محتوى الأكسجين والنيتروجين في غاز الفرن.لذلك ، من أجل تجنب السماكة المفرطة لطبقة الهشاشة ، يجب التحكم بشكل صحيح في درجة حرارة التسخين ووقت الاحتفاظ وخصائص غاز الفرن للتزوير أو المعالجة الحرارية.

قد تتشكل طبقة هشة في سبائك التيتانيوم α و β و (α + β).ومع ذلك ، فإن سبيكة التيتانيوم α حساسة بشكل خاص لتشكيل طبقة هشاشة α ، في حين أن سبيكة التيتانيوم β لن تشكل طبقة هشاشة α حتى يتم تسخينها إلى أكثر من 980 درجة مئوية.

7.هشاشة الهيدروجين

هناك نوعان من هشاشة الهيدروجين: نوع السلالة ونوع الهيدريد.تحت تأثير الإجهاد ، تنتشر ذرة الهيدروجين في فجوة الشبكة وتتجم إلى فجوة تركيز الإجهاد بعد فترة زمنية معينة.وتسمى ظاهرة هشاشة المصفوفة هشاشة الهيدروجين الشيخوخة بسبب التفاعل بين ذرة الهيدروجين والخلع ، مما يجعل خلع تثبيت ولا يمكن أن يتحرك بحرية.يتم ترسب الهيدروجين المذاب في المحلول الصلب في درجة حرارة عالية في شكل هيدريد مع انخفاض درجة الحرارة ، وتسمى ظاهرة هشاشة سبيكة التيتانيوم هشاشة الهيدروجين الهيدريد.قد يحدث هذان النوعان من هشاشة الهيدروجين في كل من سبائك التيتانيوم والتيتانيوم.

مشكلة هشاشة الهيدروجين ناتجة عن محتوى الهيدروجين المفرط في سبيكة التيتانيوم.لذلك ، يجب التحكم في محتوى الهيدروجين في سبيكة التيتانيوم الصناعية عند 0. 5 % .في حدود 0.15٪ .

من أجل منع أو الحد من هشاشة الهيدروجين ، يجب أن يكون لدى الفرن جو مؤكسد قليلاً أثناء تزوير أو المعالجة الحرارية.يمكن إجراء صلب فراغ لأجزاء سبيكة التيتانيوم ذات محتوى الهيدروجين يتجاوز النص وأجزاء سبيكة التيتانيوم الهامة للقضاء على هشاشة الهيدروجين.