Defekti kod kovanja legure titana i njihovo sprječavanje

Kod kovanja legure titana, zbog nepravilne specifikacije procesa, kontrola kvalitete sirovina nije stroga i drugih razloga, kovanje može imati razne nedostatke. Uobičajeni nedostaci su sljedeći:
1, β krtost
β krtost nastaje zbog pregrijavanja otkivka. α i (α + β) legure titana, posebno (α + β) legure titana, ako je temperatura zagrijavanja kovanja previsoka, prelazi temperaturu prijelaza β, što rezultira niskim vremenom kovanja, organizacija zrna je velika, izometrična ; mikrostruktura taloženja α-faze duž granica zrna grubih izvornih β zrna i unutarkristalnog je isprugana. Rezultat je da je plastičnost otkova na sobnoj temperaturi smanjena, ta se pojava naziva β krtost.
Defekti pregrijavanja otkivaka od legure titana ne mogu se popraviti toplinskom obradom, već se moraju popraviti ponovnim zagrijavanjem ispod temperature β-prijelaza (ako kovanje dopušta) za plastičnu deformaciju.
Kako bi se spriječilo pregrijavanje, zagrijavanje legure titana, temperatura peći treba biti strogo kontrolirana, redovito određivanje temperature kvalificiranog područja komore peći, razuman raspored položaja za punjenje i količina punjenja ne mogu se uglavnom. Kada se koristi otporno grijanje, komora peći treba biti postavljena s obje strane pregrade, kako bi se izbjeglo pregrijavanje uzrokovano gredicom preblizu šipki od silicij karbida. Detektiranje stvarne temperature β-prijelaza svake legure u peći također je učinkovita mjera za sprječavanje pregrijavanja.

2, lokalizirani grubi kristal
U kovanju s čekićem ili prešom, zbog slabe toplinske vodljivosti titanovih legura, temperatura površine trupca i kontakta s kalupom znatno se smanjuje, zajedno s površinom trupca i trenjem kalupa između gornjeg i donjeg kalupa, srednjeg kalupa. dio gredice je podvrgnut jakoj deformaciji, površina deformacije je malog stupnja, tako da je sirovina organizacije zadržana, formiranje novog lokaliziranog grubi kristali.
Kako bi se izbjegli lokalni grubi kristalni defekti legure titana, mogu se poduzeti sljedeće mjere: korištenje procesa prethodnog kovanja, tako da je konačna deformacija kovanja ujednačena; ojačati podmazivanje, poboljšati trenje između gredice i kalupa; potpuno prethodno zagrijati kalup kako bi se smanjila gredica u procesu kovanja od pada temperature.
3, Pukotina
Površinske pukotine kod kovanja legure titana uglavnom nastaju kada je konačna temperatura kovanja niža od temperature pune rekristalizacije legure titana. U procesu kovanja, vrijeme kontakta gredice i kalupa je predugo, zbog slabe toplinske vodljivosti legure titana, lako je uzrokovati da se površina trupca ohladi ispod dopuštene konačne temperature kovanja, što će također uzrokovati površinske pukotine u kovanju. Da bi se spriječila pojava pukotina, kod kovanja na preši može se koristiti mazivo za staklo, a kod kovanja na čekiću pokušati skratiti vrijeme kontakta između prirobnice i donje matrice.
4, organizacija zaostalog lijevanja
Kovanje ingota titanijske legure, ako omjer kovanja nije dovoljno velik ili su metode kovanja neprikladne, otkovci će biti ostavljeni pod organizacijom lijevanja. Rješenje za ovaj nedostatak je povećanje omjera kovanja i korištenje opetovanog sastavljanja.
5, Svijetla traka
Takozvani otkovci od legure titana u svijetloj traci prisutni su u nisko presavijenoj organizaciji trake različite svjetline koja je vidljiva golim okom. Zbog razlike u kutu osvjetljenja, svijetla traka može biti svjetlija od običnog metala, a može biti i tamnija od osnovnog metala. Na presjeku je u obliku točkica ili ljuskica; u uzdužnom presjeku, to je duga glatka traka duljine od više od deset milimetara do nekoliko metara. Postoje dva glavna razloga za svijetle trake: jedan je kemijski sastav segregacije titanijske legure, a drugi je deformacija toplinskih učinaka procesa kovanja.
Svijetle trake imaju određeni utjecaj na performanse legure titana, posebno na plastičnost i performanse pri visokim temperaturama. Mjere za sprječavanje pojave svijetlih traka je stroga kontrola taljenja kemijskog sastava segregacije; ispravan izbor toplinskih specifikacija kovanja (temperatura zagrijavanja, stupanj deformacije, brzina deformacije itd.), kako bi se izbjegla temperatura komada otkova posvuda zbog deformacije toplinskog učinka razlike je prevelika.
6, α sloj krtosti
α sloj krtosti uglavnom je legura titana na visokoj temperaturi kisika i dušika kroz labavu oksidnu kožu, do unutarnje difuzije metala, tako da se sadržaj kisika i dušika u površinskom metalu povećava, čime se povećava broj α-faze u površinska organizacija. Kada sadržaj kisika i dušika u površinskom metalu dosegne određenu vrijednost, površinska organizacija može se u potpunosti sastojati od α faze. Na taj način površina legure titana tvori površinski sloj s više α ili potpuno α faze. Ovaj površinski sloj sastavljen od α faze obično se naziva α sloj krtosti. Pretjerano debeli α sloj krtosti na površini trupca od legure titana može dovesti do pucanja trupca tijekom kovanja.
Debljina α sloja krtosti usko je povezana s vrstom peći za zagrijavanje koja se koristi za kovanje ili toplinsku obradu, prirodom plina u peći, temperaturom zagrijavanja trupca ili dijela i vremenom držanja. S povećanjem temperature zagrijavanja, vrijeme zadržavanja povećava debljinu; s povećanjem sadržaja kisika i dušika u plinu peći i zgušnjavanjem. Stoga, kako bi se izbjegao da ovaj sloj krhkosti bude predebeo, kovanje ili toplinska obrada temperature zagrijavanja, vremena držanja i prirode plina iz peći, itd., moraju se pravilno kontrolirati.
α, β i (α + β) legure titana mogu tvoriti α sloj krtosti. Međutim, legure α titana posebno su osjetljive na stvaranje α sloja krtosti, dok legure β titana neće stvoriti α sloj krtosti sve dok se ne zagriju iznad 980°C.

7, Vodikova krtost
Postoje dvije vrste vodikove krtosti: tip vremena deformacije i tip hidrida. Atomi vodika u rešetkastom jazu u naprezanju, nakon određenog vremenskog razdoblja difuzije okupili su se do koncentracije naprezanja jaza. Zbog međudjelovanja atoma vodika i dislokacija, tako da su dislokacije pričvršćene, ne mogu se slobodno kretati, čineći matricu krhkom, fenomen se naziva vodikova krtost tipa starenja. Visokotemperaturni otopljeni u krutu otopinu vodika, s padom temperature u obliku taloženja hidrida, i čine da legura titana postaje krta pojava koja se naziva krtost vodika hidridnog tipa. Obje vrste vodikove krtosti mogu se pojaviti u titanu i titanovim legurama.
Problem vodikove krtosti uzrokovan je prekomjernim sadržajem vodika u legurama titana. Stoga se sadržaj vodika u industrijskim legurama titana mora kontrolirati unutar 0.015%.
Kako bi se spriječilo ili smanjilo vodikovo krhkost, tijekom kovanja ili toplinske obrade peć bi trebala biti u atmosferi koja lagano oksidira, a može se provesti vakuumsko žarenje kako bi se eliminirala vodikova krhkost za legure titana s udjelom vodika koji premašuje propise, kao i važne dijelove od legura titana .