Egenskaper og egenskaper til titan og titanlegeringsmaterialer

Titan og titanlegeringer har mange utmerkede egenskaper, hovedsakelig reflektert i følgende aspekter:
1. Høy styrke. Titanlegering har høy styrke, strekkstyrken er 686-1176MPa, og dens tetthet er bare omtrent 60 % av stålet, så dens spesifikke styrke er veldig høy.
2. Høy hardhet. Hardheten HRC til titanlegering (glødet tilstand) er 32-38.
3. Lav elastisitetsmodul. Elastikkmodulen til titanlegering (glødet tilstand) er 1,078×10-1.176×10MPa, som er omtrent halvparten av stål og rustfritt stål.
4. Utmerket ytelse ved høy og lav temperatur. Ved høye temperaturer kan titanlegeringer fortsatt opprettholde gode mekaniske egenskaper, deres varmebestandighet er mye høyere enn for aluminiumslegeringer, og brukstemperaturområdet er bredt. For tiden kan arbeidstemperaturen til nye varmebestandige titanlegeringer nå 550-600 grader; ved lave temperaturer er styrken til titanlegeringer forbedret sammenlignet med normale temperaturer, og de har god seighet. Lavtemperatur titanlegeringer kan fortsatt opprettholde god seighet ved -253 grader.

5. Titan har sterk korrosjonsbestandighet. I luft under 550 grader vil det raskt dannes en tynn og tett oksidfilm på titanoverflaten. Derfor er dens korrosjonsbestandighet i oksiderende medier som atmosfære, sjøvann, salpetersyre og svovelsyre, sterk alkali bedre enn for de fleste rustfrie stål.
Titanlegeringer har høy styrke og hardhet, så prosessutstyr må være kraftig, og former og skjæreverktøy bør ha høy styrke og hardhet. Under skjæring er kontaktområdet mellom sponen og riveflaten liten, og belastningen på verktøyspissen er stor. Sammenlignet med 45 stål, selv om skjærekraften til titanlegering bare er 2/3-3/4, er kontaktområdet mellom brikken og rakeflaten mindre (bare 1/2-2/3 av 45 stål ), slik at verktøyet skjærer Spenningen på bladet er stor, og verktøyspissen eller skjærekanten er lett å ha på seg; titanlegering har en stor friksjonsfaktor og lav varmeledningsevne (bare 1/4 og 1/16 av henholdsvis jern og aluminium); kontakten mellom verktøyet og brikken skyldes dens. Med kort lengde vil skjærevarme samle seg på et lite område nær skjærekanten og vil ikke lett forsvinne. Disse faktorene gjør skjæretemperaturen til titanlegering svært høy, noe som resulterer i akselerert verktøyslitasje og påvirker bearbeidingskvaliteten. På grunn av den lave elastisitetsmodulen til titanlegering, spretter arbeidsstykket kraftig tilbake under skjæring, noe som lett kan forårsake økt verktøyflankeslitasje og deformasjon av arbeidsstykket. Titanlegeringer er svært kjemisk aktive ved høye temperaturer og reagerer lett med gassformige urenheter som hydrogen og oksygen i luften. Den kjemiske reaksjonen genererer et herdet lag, som ytterligere forverrer slitasjen på verktøyet; ved skjæring av titanlegering er arbeidsstykkematerialet lett festet til verktøyoverflaten, og sammen med den høye skjæretemperaturen er verktøyet utsatt for diffusjonsslitasje og limslitasje.
Titanlegeringer har aktive kjemiske egenskaper og er lett kompatible med og festes til slipemidler ved høye temperaturer, tetter til slipeskiven, noe som resulterer i økt slipeskiveslitasje, redusert slipeytelse og vanskeligheter med å sikre slipenøyaktighet. Slitasjen på slipeskiven øker også kontaktområdet mellom slipeskiven og arbeidsstykket, noe som fører til at varmeavledningsforholdene forverres og temperaturen i slipeområdet øker kraftig, og danner en stor termisk spenning på slipeoverflaten, noe som forårsaker lokale brannskader på arbeidsstykket og forårsaker slipesprekker. Titanlegering har høy styrke og seighet, noe som gjør slipeflisen vanskelig å skille under sliping, øker slipekraften og øker slipekraftforbruket tilsvarende. Titanlegering har lav varmeledningsevne og liten spesifikk varme. Varmeledningen er langsom under sliping, noe som fører til at varme samler seg i slipebuesonen, noe som fører til at temperaturen i slipesonen stiger kraftig. ?

Ved ekstrudering av titan og titanlegeringer kreves høy ekstruderingstemperatur og høy ekstruderingshastighet for å hindre at temperaturen synker for raskt. Samtidig bør kontakttiden mellom høytemperaturemnet og formen forkortes så mye som mulig. Derfor bør ekstruderingsdysen bruke nye varmebestandige dysematerialer, og transporthastigheten til emnet fra varmeovnen til ekstruderingstønnen bør også være rask. Siden metall lett blir forurenset av gass under oppvarming og ekstrudering, bør det også tas passende beskyttelsestiltak. Passende smøremidler bør velges under ekstrudering for å hindre adhesjon til formen, som ekstrudering av kappe og glasssmurt ekstrudering. På grunn av den store termiske effekten av deformasjon av titan og titanlegering og dårlig varmeledningsevne, må spesiell oppmerksomhet rettes mot å forhindre overoppheting under ekstrudering og deformasjon. Ekstruderingsprosessen av titanlegering er mer komplisert enn for aluminiumslegering, kobberlegering og til og med stål. Dette bestemmes av de spesielle fysiske og kjemiske egenskapene til titanlegering. Under konvensjonell varm omvendt ekstrudering av titanlegering er dysetemperaturen lav, overflatetemperaturen til emnet i kontakt med dysen synker raskt, mens temperaturen inne i emnet øker på grunn av deformasjonsvarme. På grunn av den lave termiske ledningsevnen til titanlegering, etter at overflatetemperaturen synker, kan varmen fra den indre billetten ikke overføres til overflaten i tide for å fylle den opp, og et overflateherdet lag vil vises, noe som gjør det vanskelig å fortsette deformasjonen. Samtidig vil det oppstå en stor temperaturgradient mellom overflatelaget og det indre laget. Selv om det kan dannes, er det lett å forårsake deformasjon og ujevn struktur.
Titanlegeringer er svært følsomme for smiprosessparametere. Endringer i smitemperatur, deformasjonsmengde, deformasjonsmengde og kjølehastighet vil forårsake endringer i strukturen og egenskapene til titanlegeringer. For å bedre kontrollere de strukturelle egenskapene til smiing har avanserte smiteknologier som varmsmiing og isotermisk smiing blitt mye brukt i smiproduksjonen av titanlegeringer de siste årene.

Plassiteten til titanlegeringer øker med temperaturen. I temperaturområdet 1000-1200 grader når plastisiteten maksimumsverdien, og den tillatte deformasjonsgraden når 70 %-80%. Smiingstemperaturområdet for titanlegeringer er smalt og bør kontrolleres strengt i henhold til ( )/transformasjonstemperaturen (bortsett fra åpninger i støpeblokker), ellers vil kornene vokse voldsomt og redusere plastisiteten i romtemperaturen; titanlegeringer er vanligvis mellom ( ) Smiing utføres i faseregionen fordi smiingstemperaturen over ( )/ transformasjonslinjen er for høy, noe som vil føre til generering av sprø fase. Både den innledende smiingen og den endelige smiingen av titanlegering må være høyere enn ( )/transformasjonstemperaturen. Deformasjonsmotstanden til titanlegering øker raskt med økningen i deformasjonshastigheten, blant annet har smitemperaturen en større innflytelse på deformasjonsmotstanden til titanlegering. Derfor må konvensjonell smiing utføres i smidysen med minimal avkjøling. Innholdet av interstitielle elementer (som O, N, C) har også en betydelig innvirkning på smibarheten til titanlegeringer.