Strukturne promjene u šipkama od titana TA1 tijekom obrade vrućim istiskivanjem

Izgled titanskih šipki TA1 vrlo je sličan čeliku, s gustoćom od 4,51 g/cm3, manje od 60% čelika, te je metalni element najmanje gustoće među vatrostalnim metalima. Mehanička svojstva titana, poznata kao mehanička svojstva i čistoća, vrlo su relevantna. Titan visoke čistoće ima izvrsnu obradivost, istezanje, skupljanje presjeka je dobro, ali niske čvrstoće, nije pogodno za konstrukcijske materijale. Industrijski čisti titan sadrži umjerenu količinu nečistoća, visoke čvrstoće i plastičnosti, pogodan za proizvodnju konstrukcijskih materijala. Toplinska vodljivost gredica od titana i legure titana je niska, u vrućoj ekstruziji će površinski sloj, a unutarnji sloj proizvodi veliku temperaturnu razliku, kada je temperatura ekstruzijskog cilindra 400 stupnjeva, temperaturna razlika može doseći 200 ~ 250 stupnjeva. U odjeljku za jačanje usisavanja i gredice postoji velika temperaturna razlika pod zajedničkim utjecajem površine gredice i središta metala kako bi se proizvela vrlo različita svojstva čvrstoće i plastična svojstva, u procesu ekstruzije uzrokovat će vrlo neravnomjernu deformaciju, u površinskom sloju od velikih dodatnih vlačnih naprezanja, da bi se u ekstruziji površine proizvoda stvorile pukotine i pukotine u korijenskom uzroku. Proizvodi od titana i legura titana toplim procesom ekstruzije od aluminijskih legura, legura bakra, pa čak i čelika, proces ekstruzije je složeniji, to je po titanu i legurama titana posebna fizikalna i kemijska svojstva odluke.

Do sada, postupak ekstruzije titanskih šipki mora koristiti maziva. Glavni razlog je: titan na temperaturi od 980 stupnjeva i 1030 stupnjeva, bit će formiran s topljivom eutektikom od legure na bazi željeza ili nikla, tako da se matrica snažno troši. Pri korištenju grafitnih maziva mogu se stvoriti duboke uzdužne linije ogrebotina na površini proizvoda, što je posljedica prianjanja šipki od titana i šipki od legure titana na rad na kalupu. Ekstrudiranje profila s mazivima za staklo dovodi do nove vrste defekata "pockmarks", odnosno pukotina u površinskom sloju proizvoda. Pokazalo se da se "pockmarks" pojavljuju zbog niske toplinske vodljivosti titana i titanovih legura, što rezultira naglim hlađenjem površinskog sloja trupca i naglim smanjenjem plastičnosti.

Legure titana imaju nisku čvrstoću, visoku plastičnost, srednju čvrstoću i visoku čvrstoću, za 200 (niske čvrstoće) ~ 1300 (visoke čvrstoće) MPa, ali uglavnom se legure titana mogu smatrati legurama visoke čvrstoće. Imaju veću čvrstoću od aluminijskih legura, koje se smatraju srednje čvrstoćom, te po čvrstoći mogu u potpunosti zamijeniti pojedine vrste čelika. U usporedbi s aluminijskim legurama, koje brzo gube čvrstoću na temperaturama iznad 150 stupnjeva, neke legure titana zadržavaju dobru čvrstoću na 600 stupnjeva. Gusti metalni titan zbog male težine, veće čvrstoće od aluminijskih legura, može se održavati na visokim temperaturama od aluminija za visoku čvrstoću, a zrakoplovna industrija mu pridaje veliku važnost. S obzirom na gustoću titana za čelik od 57%, njegova specifična čvrstoća (omjer čvrstoća / težina ili omjer čvrstoća / gustoća nazivaju se specifičnom čvrstoćom) visoka, otpornost na koroziju, oksidaciju, otpornost na zamor su jaki, legure titana, 3/4 se koriste za zrakoplovstvo konstrukcijske legure kao predstavnik konstrukcijskih materijala, 1/4 se uglavnom koristi kao legure otporne na koroziju. Legura titana ima visoku čvrstoću i malu gustoću, dobra mehanička svojstva, žilavost i otpornost na koroziju je vrlo dobra. Osim toga, performanse procesa legura titana su loše, poteškoće pri rezanju i obradi, u toplinskoj obradi, vrlo lako apsorbiraju nečistoće kao što su vodik, kisik, dušik i ugljik. Tu je i slaba otpornost na abraziju, proces proizvodnje je složen. Industrijalizirana proizvodnja titana započela je 1948. Potrebe razvoja zrakoplovne industrije, tako da industrija titana ima prosječnu godišnju stopu rasta od oko 8% razvoja. Trenutačno je svjetska godišnja proizvodnja materijala za obradu titanovih legura dosegla više od 40,000 tona gotovo 30 vrsta titanovih legura. Najčešće korištena legura titana je Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) i industrijski čisti titan (TA1, TA2 i TA3).