钛合金的材料特性
钛合金产品的比强度在金属结构材料中是很高的,它的强度与钢材相当,但其重量只为刚材的57% 。另外,钛及其合金的耐热性强,在500℃的大气中仍能保持良好的强度和稳定性,短时间工作温度甚至还可以高些。钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和抗腐蚀性好等特性,但该材料切削加工困难、加工效率低。所以怎么样攻克钛合金加工难,效率低得困难一直是我们的难题。
钛合金的切削加工:
车削
钛合金产品车削易获得较好的表面粗糙度,加工硬化不严重,但切削温度高,刀具磨损快。针对这些特点,主要在刀具、切削参数方面采取以下措施:
刀具材料:根据工厂现有条件选用YG6,YG8,YG10HT。
刀具几何参数:合适的刀具前后角、刀尖磨圆。
较低的切削速度, 适中的进给量,较深的切削深度,充分冷却,车外圆时刀尖不能高于工件中心,否则容易扎刀,精车及车削薄壁件时,刀具主偏角要大,一般为75~90°。
钛在石油化工、纤维、纸浆、化肥电化学及海水淡化等工业中,做交换器、反应塔、合成器、高压釜等。农业工业用进口钛板
工业纯钛一般应经过两次真空(其中至少一次是在真空白耗电极电弧炉中)熔炼,其铸件通常是在真空壳式炉中进行生产。工业纯钛既可承受热加工,也可承受冷加工。由于钛加热时容易吸收氧、氢和氮,使塑性降低并使性能变坏,所以在加热时必须注意使炉内的气氛保持中性或微弱氧化性气氛,尽量避免采用还原性气氛,更不允许使用氢气加热。可在通常的设备上进行锻造、挤压、轧制和拉伸等加工,其热加工的温度范围为800~900℃。进行冷加工时,当冷加工率达到一定值(如30%~60%)时,应进行中间退火。农业工业用进口钛板钛板的质量好坏在很大程度上决定于钛板厂家的冶炼工艺,包括钛的化学成分,钛水洁净度和铸坯质量。
TA1/TA2纯钛的抗拉强度为265~353MPa,一般钛合金为686~1176MPa,高可达1764MPa,与强度比较高的钢相当。钛合金的比强度是不锈钢的3.5倍,铝合金的1.3倍,镁合金的1.7倍。
钛和钛合金的压缩强度不低于其抗拉强度。剪切强度一般为抗拉强度的60%—70%。持久极限为0.5~0.65倍抗拉强度。许多钛合金具有很高的断裂韧性。工业纯钛加工态的硬度为HB200~295.
耐热钛合金长时间使用温度范围为450~600℃。某些钛合金在非常低的温下仍能保持足够的延性和断裂韧性。低间隙的Ti-5AL-2.5Sn合金可在-252.7℃的温度下使用。
钛板表面热处理和表面冷塑性形变的实验方法:要严格管理升温速度和保温时间。因为在低温脱胶阶段,压坯释放压制应力和成形剂挥发的过程,若升温速度快,则因成形剂来不及挥发而液化后变成蒸汽,使压坯发生爆裂或微裂现象;900℃以上的还原阶段,要让压坯有足够的时间脱去所用原料粉末(如Mn2Fe中间合金)中的挥发物和氧;进入液相烧结阶段时,也要放慢升温速度才干使压坯充分合金化。
相同条件下不同成分的工业钛板会表现出不同的脱碳行为。例如Si可以提高弹性极限、强度、回火稳定性和弹性减退抗力,由于不同合金元素对碳的活度和扩散影响不同。但是对Si增加奥氏体中碳的活度和化学位梯度导致的表面严重脱碳也必须给予重视。
钛其实是一种很活跃的金属,它平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大,其实在很多介质中钛都是很稳定。
在轧制前及轧制过程中,分别在板材厚度为8、1.0、0.5、0.2mm时取样,进行金相观察、透射电镜分析(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、静态拉伸试验及断口扫描电镜分析(SEM),研究轧制过程中纯钛板结构和性能的变化。
结果表明:
(1)纯钛在常规轧机上经过反复轧制可明显细化晶粒,晶粒尺寸由轧制前的80μm降至120nm。
(2)纯钛强度随着轧制应变量的增加而提高,当Von Mises等效应变为2.4时,平均屈服强度提高到678MPa,是轧制前粗晶的3倍多。
(3)位错及其交互作用是细化晶粒的主要机制,在高密度位错区域由于位错的交互作用而形成了位错胞和亚晶粒,而后演变成超细晶粒。细晶强化和加工硬化是导致纯钛轧制后强度明显提高的主要原因。 在氯碱工业中采用钛阳极和钛湿氯冷却器,取得了良好的经济效益。这被称为氯碱工业的**。农业工业用进口钛板
制造各种扁平零件或各种外形的毛料时,钛板冲孔的*小尺寸,冲切零件相接边缘的*小半径应该符合要求。农业工业用进口钛板
退火温度是否能达到规定温度。工业进口钛板的热处理通常采用固溶热处理,俗称“退火”。耐高温工业纯钛板的温标为1040~1120℃(日本标准)。也可以通过退火炉的调查孔,发现退火区的工业纯钛板管应为白炽灯,但不存在软化和下垂现象。
退火气氛。通常采用纯氢作为退火气氛,比较好的气氛纯度在99.99%以上。如果大气的另一部分是惰性气体,则纯度可以较低,但不能富含过多的氧气和水蒸气。
保持空气压力。为避免微泄漏,耐高温工业纯钛板炉内的维护气体应保持一定的正压。如果是氢气维持气体,通常需要20kbar以上。 农业工业用进口钛板
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