Nodweddion a phrosesau trin gwres gwiail titaniwm a gwiail aloi titaniwm
Mae titaniwm yn sefydlog iawn mewn aer ar dymheredd ystafell. Pan gaiff ei gynhesu i 400-550 ° C, mae ffilm ocsid cryf yn cael ei ffurfio ar yr wyneb i'w amddiffyn rhag ocsideiddio pellach. titaniwm Mae ganddo allu cryf i amsugno ocsigen, nitrogen a hydrogen. Mae'r nwyon hyn yn amhureddau niweidiol iawn i ditaniwm metelaidd. Gall hyd yn oed swm bach iawn (0.01% ~ 0.005%) effeithio'n ddifrifol ar ei briodweddau mecanyddol.
Ymhlith cyfansoddion titaniwm, titaniwm deuocsid (TiO2) sydd â'r gwerth mwyaf ymarferol. Mae Ti02 yn anadweithiol i'r corff dynol ac nid yw'n wenwynig. Mae ganddo gyfres o briodweddau optegol rhagorol. Mae Ti02 yn afloyw ac mae ganddo sglein uchel a gwynder, mynegai plygiant uchel a phŵer gwasgaru, pŵer cuddio cryf, a gwasgariad da. Mae'r pigment a gynhyrchir yn bowdr gwyn, a elwir yn gyffredin fel gwyn titaniwm, a ddefnyddir yn eang. Mae ymddangosiad gwialen titaniwm yn debyg iawn i ddur, gyda dwysedd o 4.51 g/cm3, sy'n llai na 60% o ddur. Dyma'r elfen fetel sydd â'r dwysedd isaf ymhlith metelau anhydrin. Priodweddau mecanyddol titaniwm, a elwir yn gyffredin fel eiddo mecanyddol, yn perthyn yn agos i burdeb. Mae gan ditaniwm purdeb uchel briodweddau peiriannu rhagorol, gydag elongation da a lleihau arwynebedd, ond mae ei gryfder yn isel ac nid yw'n addas i'w ddefnyddio fel deunyddiau strwythurol. Mae titaniwm pur diwydiannol yn cynnwys swm cymedrol o amhureddau, mae ganddo gryfder a phlastigrwydd uchel, ac mae'n addas ar gyfer gwneud deunyddiau strwythurol.
Rhennir aloion titaniwm yn gryfder isel a phlastigrwydd uchel, cryfder canolig a chryfder uchel, yn amrywio o 200 (cryfder isel) i 1300 (cryfder uchel) MPa, ond yn gyffredinol aloion titaniwm gellir ei ystyried yn aloion cryfder uchel. Maent yn gryfach nag aloion alwminiwm, a ystyrir yn gryfder canolig a gallant ddisodli rhai mathau o ddur yn llwyr o ran cryfder. O'i gymharu â'r gostyngiad cyflym mewn cryfder aloion alwminiwm ar dymheredd uwch na 150 ° C, gall rhai aloion titaniwm barhau i gynnal cryfder da ar 600 ° C.
Mae titaniwm metelaidd trwchus yn cael ei werthfawrogi'n fawr gan y diwydiant hedfan oherwydd ei bwysau ysgafn, cryfder uwch nag aloi alwminiwm, a'i allu i gynnal cryfder uwch nag alwminiwm ar dymheredd uchel. Yn wyneb y ffaith fod dwysedd titaniwm yw 57% o ddur, mae ei gryfder penodol (cymhareb cryfder / pwysau neu gymhareb cryfder / dwysedd yn cael ei alw'n gryfder penodol) yn uchel, ac mae ei alluoedd gwrth-cyrydu, gwrth-ocsidiad a gwrth-blinder yn gryf. Defnyddir 3/4 o aloion titaniwm fel deunyddiau Strwythurol a gynrychiolir gan aloion strwythurol awyrofod, a defnyddir 1/4 yn bennaf fel aloion sy'n gwrthsefyll cyrydiad. Mae gan aloi titaniwm gryfder uchel a dwysedd isel, priodweddau mecanyddol da, caledwch da, a gwrthiant cyrydiad. Yn ogystal, mae gan aloion titaniwm berfformiad proses gwael ac maent yn anodd eu prosesu. Yn ystod prosesu thermol, maent yn hawdd amsugno amhureddau fel hydrogen, ocsigen, nitrogen a charbon. Mae ganddo hefyd wrthwynebiad gwisgo gwael a phroses gynhyrchu gymhleth. Dechreuodd cynhyrchu titaniwm yn ddiwydiannol ym 1948. Mae'r angen am ddatblygiad y diwydiant hedfan wedi achosi i'r diwydiant titaniwm ddatblygu ar gyfradd twf blynyddol cyfartalog o tua 8%. Ar hyn o bryd, mae allbwn blynyddol y byd o ddeunyddiau prosesu aloi titaniwm wedi cyrraedd mwy na 40,000 o dunelli, gyda bron i 30 math o raddau aloi titaniwm. Yr aloion titaniwm a ddefnyddir fwyaf yw Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7), a thitaniwm pur diwydiannol (TA1, TA2, a TA3).
Mae tair proses trin gwres ar gyfer gwiail titaniwm a gwiail aloi titaniwm:
1. Triniaeth ateb solet a heneiddio: Y pwrpas yw gwella ei gryfder. Ni ellir cryfhau aloi titaniwm alffa ac aloi titaniwm beta sefydlog a thrin â gwres, a dim ond ei anelio yn ystod y cynhyrchiad. Gellir cryfhau ymhellach aloion titaniwm α + β ac aloion titaniwm β metastable sy'n cynnwys ychydig bach o gyfnod α trwy driniaeth datrysiad solet a heneiddio.
2. Anelio rhyddhad straen: Y pwrpas yw dileu neu leihau'r straen gweddilliol a gynhyrchir yn ystod y prosesu. Atal ymosodiad cemegol a lleihau anffurfiad mewn rhai amgylcheddau cyrydol.
3. Anelio cyflawn: Y pwrpas yw cael caledwch da, gwella perfformiad prosesu, hwyluso ailbrosesu, a gwella sefydlogrwydd dimensiwn a strwythurol.
