Wat zijn precisietemperatuur-controleprocessen voor het smeden van titaniumlegeringen?

Het smeden van titaniumlegeringen is zeer temperatuurgevoelig; een temperatuurafwijking van slechts ±10 graden kan structurele vervorming, eigendomsschommelingen of zelfs scheuren veroorzaken. Daarom vormt temperatuurbeheersing de kern van het proces.

 

 

1. Bètatransustemperatuur van titaniumlegeringen

De bèta-transustemperatuur dient als de kritische grens voor het smeden van titaniumlegeringen. Bij kamertemperatuur wordt de legering gedomineerd door de ‑fase; bij verwarming tot de transustemperatuur gaat het over in de -fase.

• Graad 5: 995‑1010 graden
• Commercieel zuiver titanium: 880-900 graden
• Bijna-titaanlegeringen: 1050-1100 graden

 

De ‑fase vertoont een slechte ductiliteit, zodat smeden bij lage temperatuur de neiging heeft scheuren te veroorzaken. De ‑fase heeft een goede plasticiteit, maar een te hoge temperatuur leidt tot vergroving van de korrels en verslechtert de taaiheid en vermoeiingsprestaties. In wezen regelt de smeedtemperatuurregeling de /-fasefractie om een ​​evenwicht te vinden tussen vervormbaarheid en mechanische prestaties.

 

2. Proceswaarde van temperatuurregeling

Te hoge temperatuur → korrelvergroving en ernstige oxidatie

Te lage temperatuur → hoge vervormingsweerstand, scheuren en laminaire defecten

Grote temperatuurschommelingen → heterogene microstructuur en geconcentreerde restspanning, wat voortijdige defecten aan componenten kan veroorzaken

Voor hoogwaardige titaniumsmeedstukken uit de lucht- en ruimtevaart moet de nauwkeurigheid van de temperatuurregeling kleiner dan of gelijk zijn aan ±5 graden om consistente prestaties te garanderen.

 

 

1. + smeden van tweefasige regio's

Dit proces wordt 30-80 graden onder de bèta-transustemperatuur uitgevoerd en is het reguliere proces. Het naast elkaar bestaan ​​van en fasen maakt korrelverfijning door vervorming mogelijk en levert gunstige uitgebreide mechanische eigenschappen op, geschikt voor algemene structurele componenten. Zowel de begin- als de eindsmeedtemperaturen moeten worden gecontroleerd om korrelvergroving en defecten bij lage temperaturen te voorkomen en uniforme fijne korrels te bereiken.

 

2. Bijna smeden

Uitgevoerd 10-30 graden onder de bèta-transustemperatuur binnen het kritieke tweefasengebied. Een hoog aandeel fase verlaagt de vervormingsweerstand en verbetert de materiaalstroombaarheid. Het is toepasbaar op zware vervorming, grootschalige complexe smeedstukken, vermindert de smeedwarmte en verhoogt de efficiëntie.

 

3. Sub-quasi-bèta smeden

Uitgevoerd 0-10 graden onder de bèta-transustemperatuur. Het combineert een groot vervormingsvermogen met een regelbare microstructuur. Zware vervorming in één doorgang kan de porositeit en holtes van het gietstuk elimineren en de microstructuren van de kern verfijnen, en wordt toegepast voor hoogwaardige titaniumsmeedstukken met hoge dichtheid en hoge betrouwbaarheid.

 

4. smeden van eenfasige regio's

Uitgevoerd 10-50 graden boven de bèta-transustemperatuur. Het biedt optimale plasticiteit en minimale vloeispanning, en wordt voornamelijk gebruikt voor het vertanden van blokken en het voorvormen van knuppels met grote dwarsdoorsnede om grove, gegoten korrels te breken. Niettemin is een nauwkeurige temperatuurregeling moeilijk; granen hebben de neiging te groeien en de taaiheid neemt af.

 

 

1. Graad 5 / TC4

• Bèta-transustemperatuur: 995-1010 graden
• + tweefasig smeden: aanvankelijk smeden 930-955 graden; temperatuur van het eindsmeedwerk Groter dan of gelijk aan 800 graden om koudescheuren te voorkomen
• Bijna smeden: initiële smeden 970-990 graden; afwerking smeden 820-850 graden
• Bèta-regio vertanding: initiële smeden 1020-1050 graden; afwerking smeden 850-880 graden
• Inweken: 0,8-1,5 min per millimeter blokdikte; verleng de weektijd voor knuppels met grote dwarsdoorsnede om een ​​uniforme temperatuur te bereiken
• Voorverwarmen van de matrijzen: 250-300 graden om de temperatuurdaling van de knuppel te vertragen en scheuren in het contactoppervlak te voorkomen; overdrachtstijd van blokken Minder dan of gelijk aan 20 s om luchtkoelingseffecten te verminderen

 

2. Commercieel zuiver titanium van klasse 2

• Bèta-transustemperatuur: 880-900 graden
• Conventioneel smeden: 850-900 graden; temperatuur voor het afwerken van het smeden Groter dan of gelijk aan 750 graden om een ​​uniforme microstructuur en oppervlaktekwaliteit te garanderen

 

3. Ti‑5Al‑2,5Sn

Smeden temperatuurvenster: 900-950 graden. Het procesvenster is smal, waardoor een nauwkeurigheid van de temperatuurregeling van ±5 graden vereist is voor een stabiele microstructuur en mechanische eigenschappen.

 

4. Zeer sterke bijna-titaanlegeringen

• Bèta-transustemperatuur: 1050-1100 graden
• Nauwkeurig smeden van matrijzen: 950-1020 graden, temperatuurtolerantie ±10 graden
• Multi-heat opwarmen en weken: 60-90 min bij 30-50 graden onder de bèta-transustemperatuur
• Afwerking smeden: 10-30 graden onder de bèta-transustemperatuur om sterkte en taaiheid in evenwicht te brengen

 

 

1. Stapsgewijs nauwkeurig verwarmen

Stapsgewijze verwarming met gradiënt vervangt isotherme verwarming om interne-externe temperatuurgradiënten in dikke titanium knuppels op te lossen.

• Langzame verwarming onder 600 graden om scheuren te voorkomen
• Uniforme verwarming van 600 graden tot 800 graden
• Weken op de beoogde smeedtemperatuur om de afwijking van de staaftemperatuur binnen ± 5 graden te houden
• Voor precisiesmeden hebben weerstandsovens de voorkeur.

 

2. Beheer van isothermisch weken

De weekduur bepaalt de smeedkwaliteit.

• Knuppels met kleine en middelmatige doorsnede: 0,8-1,2 min/mm
• Knuppels met zware doorsnede: 1,2-1,5 min/mm
• Voor smeden met meerdere hitte: 60-90 minuten laten weken bij 30-50 graden onder de bèta-transustemperatuur voor temperatuurhomogenisatie en verlichting van structurele spanning.

 

3. Kortcyclische overdracht van blokken met weinig verlies

Houd de overdrachtstijd van de knuppels van oven naar pers kleiner dan of gelijk aan 20 s; plaats ovens dicht bij smeedstations. Gebruik voorverwarmde matrijzen en warmte-geïsoleerde armaturen zodat de temperatuurdaling vanaf de uitgang van de oven tot de ingang van de matrijs / het begin van het smeden minder dan of gelijk is aan 10 graden om warmteverlies te verminderen.

 

4. Nauwkeurige koelingscontrole na het smeden

Smeedstukken mogen niet rechtstreeks worden blootgesteld aan koeling in de open lucht.

• Premium smeedstukken: ovenkoeling met een koelsnelheid van 50‑80 graden/uur
• Algemene smeedstukken: koel onder geïsoleerde afdekkingen
• Deze maatregelen verminderen de restspanning en voorkomen scheuren en inhomogeniteit van de eigenschappen.

 

 

Ruihang specialiseerde zich in titaniumproducten in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Voor meer informatie kunt u contact met ons opnemen via e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com