Analiza različitih vrsta pukotina u kovanjem legura titana
Legure titana široko se koriste u zrakoplovnom, brodogradnji i biomedicinskim poljima zbog visoke specifične čvrstoće, otpornosti na koroziju i otpornost na visokoj temperaturi. Međutim, oštećenja pukotina skloni su da se pojave tokom procesa kovanja, ozbiljno utječe na kvalitetu proizvoda i efikasnost proizvodnje. Ovaj članak sustavno preispituje zajedničke vrste pucanja u kovanjem legure titana, kombinirajući tipične slučajeve sa ključnim kontrolnim bočicama za pružanje tehničke reference za industriju.
KRAJ FICK CRACKING: "Fatalna rana" početnog kovanja
Kraj pucanje lica jedna je od najčešćih oštećenja u kominama legure od titana, koja se često događaju tijekom ingota uznemirujućih ili crtanja faza. Njegova karakteristična karakteristika je pukotina koja se radijalno rastavlja duž krajnjeg lica gredica, a u teškim slučajevima može spriječiti daljnje kovanje. Glavni uzroci uključuju:
Preostali metalurški nedostaci:Nepotpuno uklanjanje skupljačkih šupljina na čelu ingota ili hladnoće na repu mogu postati izvori pukotina koji su pod pritiskom. Na primjer, aNGOT TC4-LC aluminijumskih mesa razvio se kroz pucanje rupe sa strane tokom prvog izvlačenja vatre zbog nepotpunog uklanjanja podzemnih pore.
Nekontrolirani gradijenti temperature:Tokom uznemiravanja, kontakt između krajnjeg lica i čekića na vrhu uzrokuje brzu rasipanje topline. Tokom crtanja, stopa hlađenja na ispupčenom dijelu krajnjeg lica prelazi 30 stepeni, uzrokujući lokaliziranoj batri.
Neravnomjerna deformacija:Prekomjerno smanjenje u jednoj prolazu ili prekomjernu brzinu deformacije koči protok metala u jezgri krajnjeg lica, što rezultira potopljenim pukotinama. U traci od legure TA15 dimenzija dimenzija od oko 85 mm, unutarnje pukotine do 12 mm otkriveno je u jezgri zbog prekomjerne brzine crtanja.
Preventivne mjere: Koristite ultrazvučno testiranje da biste temeljito uklonili neispravnosti ingota. Pokrijte ekipnu licu sa izolacijskim vunom tokom uznemirenosti, kontrolirajte redukciju po prolazu na manje ili jednako 15 mm i optimizirajte čekić na vrhu temperature predgrijavanja u veću ili jednaku 300 stepeni.
Pucanje preklapanja: skriveni "površinski ubojica"
Sklopivi pucanje obično rezultira poremećenim protokom metala tokom procesa kovanja i manifestuje kao slojeviti nedostatke na ili unutar gredika. Mehanizmi formiranja mogu se kategorizirati u tri vrste:
Početni nedostaci:Ingoti s omjerom visine do promjera većih ili jednakim 2,5 ili preostalih žljebova iz srednjeg uzorkovanja, koji uzrokuju preklopivanje metala duž nedostataka tokom uznemirenosti. TB6 od legura titanijumske legure Billet je razvio sklopive pukotine do 8 mm duboko nakon kovanja zbog nepaženih žvakaćih uzorkovanja.
Pogreške procesa:Nagib nabrajanja tokom piljenja, što rezultira naglim promjenama poprečnog presjeka. Neuspjeh u poljskim oštrim uglovima tijekom prelijevanja od 180 stepeni i kontinuiranu obradu može prouzrokovati sklopiti.
Pomoćni procesni nedostaci:Ograničenja alata za obradu, upadljivi u obliku oksida i drugi nedostaci mogu se proširiti u nabore tokom naknadnog kovanja.
Tipičan slučaj: za vrijeme kovanja dimnog diska montirača za vazduhoplovstvo, skala oksida nije očišćena sa površine odvajanja, što rezultira pretjeranom preklopnom dubinom i brzinom otpadaka od 30%. Rješenje: Strogo implementirati sistem "tri inspekcije" (samopoziv, međusobna inspekcija i specijalizirana inspekcija), obavljajući testiranje penetranta na boji na površini gredica za kontrolu dubine na manjim ili jednakim do 0,5 mm.
Kizajuće i unutrašnje pukotine: dublja "organska kriza"
Suze se često javljaju tokom faze zatezne deformacije, manifestiraju kao poprečne pukotine. Njihovi korijenski uzroci su:
Nekontrolirani parametri deformacije:Prekomjerno smanjenje ili prekomjerna stopa smanjenja u jednom prolazu vodi do neravnog metala. U jednoj ploči od legure TB6, zbog jednodnevnog smanjenja 60 mm, dubina suza je premašila polovinu debljine ploče.
Trošenje alata:Nošenje na navidnoj ivici uzrokuje koncentraciju stresa. U drugoj osovini od legura TC4-DT od legura, deformacija ANVIL-a uzrokovala je suzbijanje koraka u prelazu.
Unutarnje pukotine su skrivene unutar granica i obično se nalaze u malim mjernim materijalima (Ø manje ili jednakim do 90 mm) ili teških legura (kao što su TI3AL i TI2ALNB). Njihova formiranje odnosi se na sljedeće faktore:
Metalurška segregacija:Segregacija vatrostalnih elemenata kao što su volframovi i molibden vodi do lokalnog smanjenja plastifikacije. Tokom otkrivanja mane izreka TA15 u jezgru je otkrivena unutrašnja pukotina, a analiza je pokazala da su ih izazvale nb segregacija.
Neuspjeh upravljanja temperaturom:Niske temperature ili obrnuto kovanje rezultirajući gradijentima temperature većim od 50 stepeni. Određena TI60 legura razvila je uzdužne unutrašnje pukotine veće od 200 mm po dužini na Chamferu zbog pretjerano brzog hlađenja vode.
Optimizacija procesa: usvojen je višestruko usmjereni proces kovanja (uznemirujući ciklusi uznemirujućih ciklusa), sa srednjim žarenjem kada se kumulativna deformacija premašila 70%. Instaliran je infracrveni sistem termičkog obračuna da bi se osiguralo da je razlika temperature gredika ostala ispod 30 stepeni.
Krhta pucanje: "Ahilova" peta "od legura visokih temperatura
Teško deformirati legure visokotemperatuma (poput TC19 i IMI 834) izuzetno su osjetljivi na temperaturu i sklone su krhkom pucketu tokom kovanja:
Prekomjerno niska završna temperatura kovanja:Ispod temperature rekristalizacije, plastičnost metala se naglo pada. Određeni testni materijal od legura visokotemperatuma, sa konačnom temperaturom kovanja od samo 980 stepeni, gotovo se slomio zbog pucanja.
Proces grijanja nedostaci:Prekomjerno brze stope grijanja rezultirale su temperaturnim gradijentom većim od 100 stepena između krajeva i centra. TI3AL Ingot pretrpio je lokalizirani krhki lom za vrijeme grijanja zbog neravnoj izolacijskog zamotavanja.
Nepravilne metode hlađenja:Vodostajanje post-kovanje uzrokovalo je koncentraciju stresa. Tokom zaokruživanja legura TC19, uzdužne pukotine razvijene zbog diferencijalnih stope hlađenja na krovnim ivicama.
STRATEGIJE PREVENCIJE I KONTROLE: Implementirajte investiran proces grijanja (npr. Tri holding etaže u 600 stepeni, 800 stepeni i 1000 stepeni), održavajući konačnu temperaturu kovanja u roku od 50 stepena transformacijske točke. Za teške legure deformiranja koristeći azbestnu oblogu. Za legure TA12A, stopa prinosa kovanja porasla je sa 63,29% na 71,45% kroz azbestne obloge.
Površinske pukotine i alfa krhki sloj: skrivene "ubice performansi"
Površinske pukotine često su uzrokovane pretjerano niskim konačnim temperaturama za kovanje ili produženo vrijeme kontakta. Otkriveno je da je školjka od legure od titana da ima pukotine tokom grube obrade. Korijenski uzrok je bio formiranje alfa bogatog kisikom (debljine do 0,2 mm) za vrijeme izotermnog žarenja nakon kovanja matrice, što je povećalo površinsko tvrdoću za 30% i značajno je povećalo borba.
Rješenje:
Aplikacija za podmazivanje:Koristite staklenu mazivu tijekom kominiranja pritiska na die za smanjenje trenja između gredica i matrice; Skratite vremenu kontakta između gredica i donjeg matrice na manje ili jednako 2S tijekom kovanja čekića.
Kontrola atmosfere:Održavajte malo oksidacijsku atmosferu (o₂ sadržaj manji ili jednak 0,5%) u peći tokom kovanja ili toplotnog tretmana. Dijelovi vakuuma sa prekomjernim sadržajem vodonika.
Sprečavanje i kontrola pucanja u kovanjem legure od titana zahtijeva sveobuhvatan pristup u cijelom metalurškoj, procesu i lancu opreme. Rizik od pucanja može se značajno smanjiti optimizacijom profila temperature grijanja (npr. Kontroliranje početnog temperature kovanja 150-250 stepeni iznad -transformacijske točke), implementirajući višesmjerne procese kovanja i jačanje internetskog ultrazvučnog ispitivanja (frekvencija veća od ili jednaka 2 puta po vatri). U budućnosti, uz primjenu digitalne Twin tehnologije u simulaciji procesa kovanja, predviđanje i kontrola pukotina od legure titana, premjestiti se na veću preciznost, pružajući pouzdaniju materijalnu podršku za proizvodnju visokoj opremi.
