Kako spriječiti 7 glavnih tipova i uzroka pucanja titanijske legure kod kovanja?

Legure titana s niskom gustoćom, visokom čvrstoćom, otpornošću na visoke temperature, otpornošću na koroziju, nemagnetskom i biokompatibilnošću i drugim izvrsnim sveobuhvatnim performansama, u suvremenom zrakoplovstvu, opremi za oružje, kemijskoj i naftnoj, medicinskoj, nuklearnoj energiji i drugim područjima primjene postaju sve više i šire se koriste, od kojih se većina koristi u deformaciji titanovih legura kao što su šipke, otkivci i valjani profili. Deformacija kovanja je osigurati da materijal legure titana dobije idealnu organizaciju i svojstva važnih sredstava, ali u kovanju legure titana, posebno u proizvodnom procesu gredice od ingota do poluge, često postoje različiti oblici pucanja, ne samo da se poveća trošak proizvodnje i proizvodnje, ali i smanjiti učinkovitost proizvodnje i stopu materijala, a kada je ozbiljnost proizvoda otpad. S obzirom na to, ovaj rad analizira i sažima pojavu pucanja koja se javlja u procesu kovanja legure titana tijekom godina, te predlaže mjere za sprječavanje i rješavanje pojave pukotina, kako bi se osigurala učinkovitost proizvodnje i kvaliteta proizvoda od titana kovanje legure.
1, Klasifikacija pukotina kod kovanja legure titana i uzroci
1.1 Pukotine na čeonoj strani
Pukotine na čeonoj strani su pukotine koje se javljaju na čeonoj strani gredice u procesu kovanja legure titana, a pukotine su općenito veće i češće. Pukotine na čeonoj strani imaju veći utjecaj, što obično dovodi do toga da se kovanje ne može nastaviti prema procesu. Glavni razlozi za pucanje čeone strane: ① rupe za skupljanje glave ingota ili kraj hladne segregacije nije potpuno čist; ② proces uznemirenja, toplina dodira čeone strane gredice i nakovnja se apsorbira, povlačeći dug proces, izbočina čeone čeone gredice brzo se hladi; ③ položaj čeone strane u različitim smjerovima ekstruzije, deformacija nije ujednačena ili je dugotrajna brzina deformacije prebrza; ④ neke od gredica deformacije otpora je velika, slaba pokretljivost, kraj srca konkavna.
1.2, Preklopna pukotina
Preklopno pucanje je uglavnom u tri vrste slučajeva: prvo, omjer visine i promjera ingota od legure titana sirovine veći ili jednak 2,5 ili uzorkovanje ingota u sredini ingota, zaostali utor za uzorkovanje, uznemirivanje i presavijanje; Drugo, proces kovanja gredice u srednjem dijelu pukotine, brušenje u duboku jamu, uzrujavanje i ponovno savijanje; Treće, drugi pomoćni procesi koje generiraju oštri kutovi neravnina i kratera nisu u skladu s odredbama o ozljedama pražnjenja brušenjem. Slika 1(a) prikazuje savijanje gredice od legure titana TB6 u središnjem dijelu zbog duboke jame nakon brušenja. Slika 1 (b) za TC4-LC trupac od legure titana kosi piljenje pri cijepanju, okrenite se za 180 stupnjeva za nastavak piljenja, površina piljenja u sredini preostalih oštrih rubova nije polirana, a zatim povucite duljinu došlo do ozbiljnijeg preklapanja.
1.3 Suza
Kidanje je vrsta poprečnog pucanja trupca titanijske legure, lokalizirano kidanje trupca prilikom izvlačenja duljine i deformacije. Pucanje u kovanju povećat će količinu brušenja, smanjiti materijal u stopu materijala, dok dublje kidanje u procesu oblikovanja može dovesti do toga da blanko ne može zadovoljiti zahtjeve veličine strojne obrade proizvoda i otpada. Glavni razlog kidanja je preveliki pojedinačni prolaz ispod količine (pojedinačna strana veća od 50 mm) ili prebrza brzina, Slika 2 (a) za kidanje ploče od legure titana TB6. Drugo, deformacija nakovnja čekića zbog dugotrajne upotrebe njegove zakrivljenosti ruba nije dovoljno glatka, ili temperatura predgrijavanja nakovnja čekića nije dovoljna, redovita deformacija pod pritiskom također će dovesti do kidanja gredice. Osim toga, neka stepenasta šipka vratila ili kovanje s korakom, zbog velike razlike u lokalnoj veličini pogrešne platforme, veća je vjerojatnost da će se povlačenje dugog otkovka pocijepati, Slika 2(b) za TC4-DT titan alloy forging korak kod trganja.

1.4, unutarnja pukotina
Unutarnje pukotine općenito se odnose na kontinuirano ili povremeno kontinuirano pucanje u jednoj točki unutar trupca legure titana u procesu kovanja, koje je obično teško pronaći i potrebno ih je detektirati slabim pregledom ili ultrazvučnim otkrivanjem grešaka. Ova vrsta pukotine uništava kontinuitet metala i može se samo odbaciti. Razlozi za unutarnje pucanje mogu se sažeti u dvije kategorije: Prvo, neki materijali od legura titana sadrže volfram, molibden i niobij i druge vatrostalne metalne elemente, lokalno postojanje ozbiljnije segregacije, inkluzija ili labave, hladne segregacije i drugih metalurških nedostataka u proces kovanja i deformiranja u izvor pukotina; Drugo, za neke male specifikacije (kvazi 90 mm ili F90 mm ili manje) materijale od legure titana, dugotrajan proces brzog hlađenja, obrnuti rub temperature je nizak ili je potrebno kovanje, lokalni temperaturni gradijent gredice, jednostavan za proizvodnju unutarnje pukotine. Slika 3 za TA15 leguru titana kvazi-F85 mm za otkrivanje grešaka na gotovim šipkama pronađenim u blizini središta položaja unutarnje morfologije loma, nakon analize drugog slučaja.

1.6. Krhko pucanje
Neki materijali od legura titana na visokim temperaturama koje je teško deformirati imaju lošu plastičnost, neodgovarajuću kontrolu procesa, lako izazivaju ozbiljne krhke pukotine, duboke pukotine koje je teško ukloniti. Ispod zahtjeva procesa konačne temperature kovanja, gredica pod većim pritiskom je sklona krhkom pucanju. Postoje neki visokotemperaturni materijali od legure titana koji ne koriste niskotemperaturnu peć od 200 ~ 300 stupnjeva ili proces segmentiranog grijanja je nerazuman, temperatura je prebrza, zbog loše toplinske vodljivosti legura titana, što rezultira procesom zagrijavanja kraj gredice i sredina, površina i srce postojanja velikog temperaturnog gradijenta, izvan otkovka, dolazi do ozbiljnih pucanja. Slika 5 (a) prikazuje pucanje materijala za ispitivanje legure titana na visokoj temperaturi, gotovo podijeljeno u dva dijela, nakon analize procesa zagrijavanja i procesa zagrijavanja koji je prebrz. Slika 5 (b) prikazuje proces kovanja Ti3Al ingota tijekom krhkih pukotina, analiziran kao rezultat nepravilnog rada hlađenja. Zbog kvara opreme zaustavite kovanje zrakom hlađeno, radni stroj za stezanje dijelova ingota umotanih u izolacijski pamuk ne čisti se na vrijeme, hlađenje ingota nije ravnomjerno, a materijal je osjetljiviji na temperaturu, u zagrijavanju i kovanju, u ingot omotan u izolacijski pamuk rub pucanje.
1.7, Površinsko pucanje kroz tijelo
Metalurška kvaliteta ingota je loša, površinski nedostaci nisu temeljito uklonjeni ili je proces zagrijavanja nerazuman što dovodi do pucanja na površini gredice u procesu kovanja. Opće područje je relativno veliko, ozbiljna šteta. Slika 6 za ulaznu obradu materijala TC4-LC ingota od legure titana pri prvom izvlačenju dugo, blizu položaja glave na strani ozbiljnog pucanja (kutija na slici), nakon analize peći, broj kvalitete taljenja ingota je loše, hladna segregacija površine ingota i potkožni zračni otvori se ne čiste. Tvrtka za ispitivanje ingota od legure titana prvo vatreno kovanje kroz tijelo ozbiljno puca, nakon analize ispitnog materijala točka promjene faze je 1020 stupnjeva, dok je temperatura otvaranja samo 1050 stupnjeva, temperatura zagrijavanja je niska, plastičnost organizacije stanja lijevanja je loša, što rezultira ozbiljnim pucanjem, a zatim zagrijavanjem do 1150 stupnjeva ponovno otvara gredicu, pucanje se značajno smanjuje.
2, Karakteristike pucanja kod kovanja legure titana
2.1 Ozbiljna ozljeda
Pucanje legure titana je ozbiljna opasnost, ne samo da povećava intenzitet rada radnika koji bruse, smanjuje učinkovitost proizvodnje, već i smanjuje prinos proizvoda. Dio ozbiljnog pucanja zbog dubljeg mljevenja, potrebno je povećati vrijeme požara podrezivanje, povećati troškove proizvodnje, za serijsku proizvodnju proizvoda zbog kršenja specifikacija procesa otvrdnjavanja, lako uzrokovati fluktuacije kvalitete proizvoda. Ozbiljnije pukotine kod kovanja mogu dovesti do zastarjelosti proizvoda zbog nemogućnosti ispunjavanja zahtjeva za veličinu ili težinu proizvoda pri isporuci.
2.2, kongenitalna
Za Ti3Al, Ti2AlNb, IMI 834, kao i neke nove komponente legura titana na visokim temperaturama koje se teško deformiraju, zbog vlastitih strukturnih i organizacijskih čimbenika, sposobnost deformacije je loša, sama po sebi sklonija pucanju. Metalurška kvaliteta određenih ingota titanijske legure je loša, postoje segregacije, inkluzije, potkožna poroznost ili hladna segregacija i drugi metalurški nedostaci, u naknadnom procesu kovanja skloni su pucanju u više požara i teže ih je eliminirati.
2.3 Teško za popravke i brušenje
Pucanje legure titana s teškim karakteristikama mljevenja: ① pukotine, moraju se očistiti, potrebno je kontrolirati omjer širine i dubine mljevenja od 10 ili više, mljevenje veće količine; ② dio loše plastičnosti legure titana, zbog mljevenja gredice lokalnog porasta temperature, postojanja temperaturnog gradijenta, hlađenja zbog uloge stresa, pukotine će se nastaviti širiti, tj. dok brušenje puca; ③ neke male veličine šipki ili otkovaka od legure titana, zbog težine male veličine, brušenje nije lako popraviti; ④ Pukotine na krajevima nekih dužih šipki i otkovaka, koje treba okomito polirati, teško je raditi i predstavljaju sigurnosnu opasnost; ⑤ Određeni oblikovani dijelovi imaju nepravilne oblike i veličine i nema mjesta za početak brušenja unutarnjih pukotina.
2.4 Teška inspekcija
Pucanje legure titana ima teške karakteristike inspekcije: ① pukotine trebaju 100% inspekciju, radno opterećenje inspekcije; ② pukotine postaju manje, lako se pokrivaju prašinom od brušenja, inspektor ne može golim okom utvrditi treba li ih temeljito ukloniti; ③ neki nepravilan oblik, pukotine je teže pregledati; ④ pukotine se javljaju unutar gredice ili ispod kože, nisu vidljive golim okom, obično pregled gotovog proizvoda ili niski pregled kako bi se saznalo kada je prekasno; ⑤ lako pukotine unutarnje pukotine zbog nepravilnog oblika i veličine, pukotine se ne mogu pronaći; ⑤ lako pukotine unutarnje pukotine zbog nepravilnog oblika i veličine, pukotine se ne mogu pronaći; ⑤ lako pukotine unutarnje pukotine zbog nepravilnog oblika i veličine, pukotine se ne mogu pronaći. ⑤ lako puknuti ili formirati prije testa penetracije boje gredica, povećavajući poteškoće u radu inspektora.
3, Prevencija i rješenje za kovanje od legure titana
Prema gore navedenih sedam vrsta oblika, uzroka i karakteristika pucanja legura titana, te u kombinaciji s primjerima pucanja, razvoj ciljanih preventivnih mjera. U isto vrijeme, potrebno je usredotočiti se na poboljšanje razine rada osoblja i prešutnog razumijevanja, kako bi se osiguralo da je ključna oprema u savršenom radnom stanju, razvoj i stroga provedba odgovarajućeg brušenja, inspekcijskih specifikacija, kontrola ključnih točaka i važnih pojedinosti.

3.2 Sprečavanje savijanja i pucanja
Prvo, kontrolirajte ingot od legure titana sirovine ili međuprocesni omjer visine i promjera gredice. Manji ili jednak 2,5, prikladniji je raspon omjera visine i promjera od 1,8 ~ 2,3; Drugo, središnji dio ingota rezidualnog utora za uzorkovanje i gredica preklapanja dijelova stroja ili brušenja, svakako zaokružite i zagladite omjer širine i dubine od Veći ili jednak 10 je prikladan; Treće, osigurajte da su piljenje, strojna obrada i drugi pomoćni procesi koje generiraju oštri kutovi izbočina i kratera (kao što su obrada rupa za pozicioniranje itd.) u skladu sa Zahtjevima interne kontrole za brušenje, slično koracima gredica prikazano na slici 7, rupe za pozicioniranje itd. moraju se ispolirati prije nastavka kovanja.
3.3 Sprječavanje trganja
Prvo, brzi stroj za kovanje jednostrano kovanje pod kontrolom tlaka u rasponu od 20 ~ 30 mm, brzina pod tlakom ne smije biti prebrza (prikladno do 5 ~ 10 mm / s); Drugo, kako bi se osiguralo da je zakrivljenost ruba nakovnja čekića veća ili jednaka R40 mm, deformacija se događa pravovremeno kako bi se održala obrada i osiguralo da je nakovanj unaprijed zagrijan na 300 ~ 400 stupnjeva C; Treće, za korake šipke osovine ili stepenasto kovanje, stepenasto kovanje pri kovanju svakako koristite lagani pritisak štapa za kucanje, zatim čekić treba polako pritiskati prema dolje, a deformaciju pojedinačnog čekića treba strogo kontrolirati unutar 30 mm , a kada dođe do kidanja, čekić treba popraviti ili zaustaviti kovanje na vrijeme za brušenje.
3.4, Sprječavanje unutarnjih pukotina
Prvo, za materijale od legura titana koji sadrže vatrostalne metalne elemente kao što su volfram, molibden i niobij, trebali bismo krenuti od izvora, ojačati istraživanje procesa taljenja ingota, poboljšati razinu tehnologije taljenja, smanjiti ili eliminirati segregaciju, inkluzije, labave ili hladne segregacija i drugi metalurški nedostaci; drugo, za malu veličinu gredice od legure titana, proces izvlačenja mora biti pravovremeno skošenje i pokušajte izbjeći stezanje gredice na kraju glave otkovka, uvjeti dopuštaju da se odmah vrati u peć za kovanje.
3.5 Sprječavanje uzdužnog pucanja
Prvo, proces crtanja gredica legure titana u pravodobnom skošenju, zabranjuje pojavu oštrih rubova, crnih rubova; Drugo, neki od kovanja visokotemperaturne legure titana osjetljive na temperaturu nakon hlađenja zrakom ili hlađenja izolacije pamuka, pokušajte ne koristiti metode hlađenja zrakom, vodom hlađenja, hlađenja uljem i drugih metoda brzog hlađenja.
3.6 Sprječavanje krhkih pukotina
Za teške deformacije visokotemperaturnih materijala od legure titana, treba koristiti "paketno kovanje pamuka": to jest, gredica se zagrijava na određeno vrijeme držanja, trupac se uklanja, omota u sloj toplinsko izolacijskog pamuka (debljine oko 10 mm , ravnomjerno poprskan slojem sredstva za zaštitu stakla), vratite u peć za nastavak zagrijavanja (vrijeme prema veličini trupca i pakiranja pamuk brzo i sporo), izvan kovanja, proces pravodobnog povećanja pokrovne toplinske izolacije pamuka, smanjivanje temperature gredice, kako bi se smanjila temperatura gredice. Pamuk, minimizirati gubitak temperature gredice, kako bi se osiguralo da je uvijek u procesu kovanja temperatura iznad konačne temperature kovanja, praksa pokazuje da operacija može značajno smanjiti pucanje. Osim toga, ovu vrstu grijanja legure titana treba uzeti 200 ~ 300 stupnjeva niskotemperaturne peći, višestupanjsko grijanje, sporo zagrijavanje (50 ~ 100 stupnjeva / h), kako bi se osiguralo ravnomjerno zagrijavanje gredice, smanjivanje temperaturnog gradijenta u različitim dijelovima. Konačno, proces kovanja je zabranjen od ispuštanja materijala, izbjegavajući nasilni sudar s obratkom; proces hlađenja je spor i ravnomjeran; brušenje pukotina je dovršeno za test penetracije boje, itd.
3.7, sprječavanje pucanja površine
Prvo, površinsko pucanje uzrokovano lošom metalurškom kvalitetom ingota, trebalo bi ojačati istraživanje procesa taljenja, poboljšati razinu taljenja, kovanje prije nego što je potrebno potpuno ukloniti hladnu segregaciju ingota, potkožnu poroznost i druge metalurške nedostatke. Drugo, kada formuliramo proces zagrijavanja i kovanja, trebali bismo duboko sažeti lekciju da niska temperatura zagrijavanja ispitnog materijala dovodi do ozbiljnih pukotina i sveobuhvatno razmotriti različite čimbenike kako bismo osigurali da je proces optimalan.
4, Zaključak
(1) Pukotine kod kovanja legure titana uključuju pukotine na krajevima, pukotine na savijanju, kidanje, unutarnje pukotine, uzdužne pukotine, krte pukotine itd., s različitim oblicima i uzrocima koji se mogu kontrolirati; i karakteriziran je ozbiljnim opasnostima, urođenim, nasljednim, teškim za popravke i mljevenje i teškim za pregled.
(2) Kako bi se smanjilo i izbjeglo pucanje kod kovanja legure titana, prevencija bi trebala biti glavni fokus, a trebale bi se razviti razumne i izvedive preventivne mjere. Istodobno, treba osigurati da su važni procesi kao što su kovanje, brušenje i inspekcija pod kontrolom, a ključne kontrolne točke mjera strogo se provode.