Hvordan forhindre at de 7 hovedtypene og årsakene til titanlegeringssmiing sprekker?

Titanlegeringer med lav tetthet, høy styrke, høy temperaturbestandighet, korrosjonsmotstand, ikke-magnetisk og biokompatibilitet og annen utmerket omfattende ytelse, i moderne romfart, våpenutstyr, kjemisk og petroleum, medisinsk, kjernekraft og andre bruksområder blir stadig mer og mer utbredt, hvorav de fleste brukes i deformasjon av titanlegeringer som stenger, smiing og valsede profiler. Smideformasjon er å sikre at titanlegeringsmaterialet for å oppnå den ideelle organiseringen og egenskapene til de viktige midlene, men i titanlegeringssmiing, spesielt ingot til bar billet produksjonsprosessen, er det ofte ulike former for sprekking, ikke bare for å øke kostnadene ved produksjon og produksjon, men også for å redusere produksjonseffektiviteten og hastigheten på materialet, og når alvoret av produktet skrap. I lys av dette analyserer og oppsummerer denne oppgaven sprekkefenomenet som oppstår i prosessen med titanlegeringssmiing gjennom årene, og legger frem tiltak for å forhindre og løse sprekkdannelsen, for å sikre produksjonseffektiviteten og produktkvaliteten til titan. legeringssmiing.
1, klassifisering og årsaker til sprekker i titanlegeringssmiing
1.1 Endeflate sprekker
Endeflatesprekker er en slags sprekker som oppstår på endeflaten av emnet i prosessen med titanlegeringssmiing, og sprekkene er generelt større og mer vanlige. End face cracking har en større innvirkning, vanligvis fører til smiing kan ikke fortsette i henhold til prosessen. De viktigste årsakene til sprekker i endeflaten: ① krympehull i støpehodet eller enden av den kalde segregeringen er ikke helt ren; ② opprørende prosess, emnet endeflaten og ambolten kontaktvarme absorberes, trekker den lange prosessen, bule endeflaten bule raskt avkjøling; ③ endesiden posisjon ved forskjellige retninger av ekstruderingen, deformasjonen er ikke jevn, eller trekke lang tid deformasjonshastigheten er for rask; ④ noen av billett deformasjonsmotstanden er stor, dårlig mobilitet, slutten av hjertet av den konkave.
1.2, Folding sprekk
Folding cracking er hovedsakelig tre typer tilfeller: Først råmaterialet titanlegering ingot høyde til diameter forhold Større enn eller lik 2,5 eller ingot prøvetaking i midten av ingot, gjenværende prøvetaking groove, upsetting og folding; For det andre, smiingsprosessen av billetten i den midtre delen av sprekken, sliping inn i en dyp grop, forstyrrer og brettes igjen; For det tredje er de andre hjelpeprosessene som genereres av de skarpe hjørnene av ujevnheter og kratere ikke i samsvar med bestemmelsene i slipeutslippsskader. Figur 1(a) viser brettingen av et TB6 titanlegeringsstykke i midtdelen på grunn av dyp grop etter sliping. Figur 1 (b) for en TC4-LC-titaniumlegering emnesaging skrå ved kløyving, vri 180 grader for å fortsette sagingen, sagoverflaten i midten av de resterende skarpe kantene er ikke polert, og trekk deretter lengden på mer alvorlig folding skjedde.
1.3 Riv
Rivning er en slags tverrgående oppsprekking av emnet av titanlegering lokalisert riving av emnet ved tegning av lengde og deformasjon. Smiing riving vil øke mengden sliping, redusere materialet inn i materialhastigheten, mens den dypere rivingen i formingsprosessen kan føre til at emnet ikke kan oppfylle kravene til produktmaskinens størrelse og skrap. Hovedårsaken til riving er at en enkelt passering under mengden er for stor (enkeltside større enn 50 mm) eller under hastigheten er for høy, figur 2 (a) for en TB6 titanlegeringsplate som rives. For det andre er deformasjonen av hammerambolten på grunn av langvarig bruk av kantkrumningen ikke jevn nok, eller forvarmingstemperaturen for hammerambolten er ikke nok, den vanlige deformasjonen under trykket vil også føre til at emnet rives. I tillegg er det større sannsynlighet for at en stang med trinn eller smiing med trinn, på grunn av den store forskjellen i den lokale størrelsen på feil plattform, river lang smiing, figur 2(b) for en TC4-DT titanium legering smi trinn ved riven.

1.4, innvendig sprekk
Intern sprekkdannelse refererer vanligvis til et enkelt punkt, kontinuerlig eller intermitterende kontinuerlig sprekkdannelse i titanlegeringsstykket i smiingsprosessen, som vanligvis er vanskelig å finne, og må oppdages ved lav inspeksjon eller ultralydfeildeteksjon. Denne typen sprekker ødelegger kontinuiteten til metallet og kan bare kasseres. Årsakene til indre sprekker kan oppsummeres i to kategorier: For det første inneholder noen titanlegeringsmaterialer wolfram, molybden og niob og andre ildfaste metallelementer, den lokale eksistensen av mer alvorlig segregering, inneslutninger eller løs, kald segregering og andre metallurgiske defekter i smiing og deformasjonsprosess til en kilde til sprekker; For det andre, for noen små spesifikasjoner (kvasi 90 mm eller Ф90 mm eller mindre) titanlegeringsmaterialer, trekker lang prosess med avkjøling raskt, den omvendte kanten av temperaturen er lav eller må være snusmiing, billett lokal temperaturgradient, lett å produsere indre sprekker. Figur 3 for en TA15 titanlegering kvasi-Ф85 mm ferdig stangfeildeteksjon funnet nær hjertet av posisjonen til den indre bruddmorfologien, etter å ha analysert det andre tilfellet.

1.6. Sprø sprekkdannelse
Noen vanskelige å deformere høytemperatur titanlegeringsmateriale i seg selv dårlig plastisitet, feil prosesskontroll, lett å forårsake alvorlig sprø sprekkdannelse, sprekker dype og vanskelig å fjerne. Under prosesskravene til den endelige smitemperatursmiingen, er emnet under større trykk utsatt for sprø sprekkdannelse. Det er noen høytemperatur titanlegeringsmaterialer som ikke tar 200 ~ 300 grader lavtemperaturovn eller segmentert oppvarmingsprosess er urimelig, temperaturen er for rask, på grunn av den dårlige termiske ledningsevnen til titanlegeringer, noe som resulterer i oppvarmingsprosessen til billet slutten og midten, overflaten og hjertet av eksistensen av en stor temperaturgradient, ut av smiing, oppstår alvorlige sprekker. Figur 5 (a) viser et høytemperaturtestmateriale av titanlegering som sprekker, nesten delt i to seksjoner, etter å ha analysert oppvarmingsprosessen og oppvarmingsprosessen er for rask. Figur 5 (b) viser en Ti3Al-støpe-smiingsprosess som skjer under sprø sprekking, analysert som et resultat av feil kjøleoperasjon. På grunn av utstyrssvikt stopp smiing luftkjølt, driftsmaskin klemmeblokkdeler pakket inn i isolasjonsbomull blir ikke ryddet opp i tide, blokkkjølingen er ikke jevn, og materialet er mer følsomt for temperaturen, i oppvarming og smiing, i barren pakket inn i isolasjon bomullskantsprekker.
1.7, Overflate sprekker gjennom kroppen
Ingots metallurgiske kvalitet er dårlig, overflatedefektene fjernes ikke grundig, eller oppvarmingsprosessen er urimelig som fører til sprekker på overflaten av emnet i smiingsprosessen. Generelt området er relativt stort, alvorlig skade. Figur 6 for den innkommende materialbehandlingen TC4-LC titanlegeringsblokken første branntrekkende lang, nær hodeposisjonen til siden av den alvorlige sprekken (boks i figuren), etter å ha analysert ovnsnummeret til smelteblokkens kvalitet er dårlig, blokken overflate kald segregering og subkutane lufthull er ikke renset opp som følge av. Selskapet en titanlegering testmateriale ingot støping første brann smi gjennom kroppen sprekker alvorlig, etter analyse av testmaterialet fase endringspunkt 1020 grader, mens åpningstemperaturen er bare 1050 grader, oppvarmingstemperaturen er lav, støping statlig organisasjon plastisiteten er dårlig, resulterer i alvorlige sprekker, og deretter varmet opp til 1150 grader gjenåpne emnet, er sprekkingen betydelig redusert.
2, Smiing av sprekkegenskaper til titanlegering
2.1 Alvorlig skade
Sprekking av titanlegering er en alvorlig fare, ikke bare for å øke arbeidsintensiteten til arbeidere som sliper, redusere produksjonseffektiviteten, men også redusere produktutbyttet. En del av alvorlige sprekker på grunn av sliping dypere, trenger å øke branntiden trimming, øke produksjonskostnadene, for batch produksjon av produkter på grunn av brudd på spesifikasjonene for herdet prosess, lett å forårsake produktkvalitetssvingninger. Mer alvorlig smiing av sprekker kan føre til at produktet blir foreldet på grunn av manglende evne til å oppfylle kravene til produktleveringsstørrelse eller vekt.
2.2, medfødt
For Ti3Al, Ti2AlNb, IMI 834, samt noen nye komponenter av vanskelige å deformere høytemperatur titanlegeringer, på grunn av deres egne strukturelle og organisatoriske faktorer, er deformasjonsevnen dårlig, i seg selv mer utsatt for sprekker. Visse metallurgiske metallurgiske kvaliteter av titanlegeringsblokker er dårlig, det er segregering, inneslutninger, subkutan porøsitet eller kaldsegregering og andre metallurgiske defekter, i den påfølgende smiingsprosessen er det utsatt for sprekker i flere branner og vanskeligere å eliminere.
2.3 Vanskelig å reparere og slipe
Titanium legering cracking med vanskelige sliping egenskaper: ① sprekker, må ryddes opp, må kontrollere sliping bredde til dybde forhold på Større enn eller lik 10, sliping en større mengde; ② del av den dårlige plastisiteten til titanlegering, på grunn av sliping av billetten lokal temperaturøkning, eksistensen av en temperaturgradient, kjøling på grunn av stressens rolle, vil sprekker fortsette å utvide, dvs. mens sliping sprekker; ③ noen av de små størrelsene av titanlegeringsstenger eller smiing, på grunn av vekten av størrelsen på den lille, er sliping ikke lett å fikse; ④ Sprekker i enden av noen lengre stenger og smiing, som må poleres vertikalt, er vanskelig å betjene og utgjør en sikkerhetsrisiko; ⑤ Enkelte formede deler har uregelmessige former og størrelser, og det er ikke noe sted å begynne med sliping av indre sprekker.
2.4 Vanskelig inspeksjon
Titanium legering cracking har vanskelige inspeksjon egenskaper: ① sprekker trenger 100% inspeksjon, inspeksjon arbeidsmengde; ② sprekker blir mindre, lett å bli dekket av slipestøv, kan inspektøren ikke bestemme med det blotte øye om de skal fjernes grundig; ③ noen uregelmessig form, sprekker er vanskeligere å inspisere; ④ sprekker oppstår inne i billetten eller under huden, ikke synlige for det blotte øye, vanligvis ferdig produkt inspeksjon eller lav inspeksjon for å finne ut når det er for sent; ⑤ lett å knekke de indre sprekkene på grunn av uregelmessig form og størrelse, sprekkene kan ikke bli funnet; ⑤ lett å knekke de indre sprekkene på grunn av uregelmessig form og størrelse, sprekkene kan ikke bli funnet; ⑤ lett å knekke de indre sprekkene på grunn av uregelmessig form og størrelse, sprekkene kan ikke bli funnet. ⑤ lett å sprekke eller forme før billettfargepenetrasjonstesten, noe som øker vanskeligheten med inspektørens arbeid.
3, titanlegeringssmiing av sprekkforebygging og løsning
I henhold til de ovennevnte syv typer titanlegeringer, former, årsaker og egenskaper, og kombinert med sprekkeksempler, utvikling av målrettede forebyggende tiltak. Samtidig er det nødvendig å fokusere på å forbedre nivået på personalets drift og stilltiende forståelse, for å sikre at nøkkelutstyret er i perfekt driftstilstand, utvikling og streng implementering av passende sliping, inspeksjonsspesifikasjoner, kontrollerer nøkkelpunkter og viktige detaljer.

3.2 Folde- og sprekkforebygging
Først, kontroller råmaterialet titanlegering ingot eller mellomprosess billett høyde til diameter-forhold Mindre enn eller lik 2,5, det mer passende høyde til diameter-forhold på 1,8 ~ 2,3; For det andre, den midtre delen av ingot gjenværende prøvetaking spor og billet folding sprekker deler av maskinen eller sliping behandling, sørg for å runde og glatte over bredde-til-dybde-forholdet på Større enn eller lik 10 er passende; For det tredje må du sørge for at saging, maskinering og andre hjelpeprosesser som genereres av de skarpe hjørnene på ujevnhetene og kratrene (som maskinering av posisjoneringshull osv.) er i samsvar med internkontrollkravene for avsliping, tilsvarende billettrinnene vist i figur 7 må posisjoneringshull osv. poleres rene før du fortsetter smiingen.
3.3 Riveforebygging
Først, rask smiing maskin smiing enkelt pass ensidig under trykkkontroll 20 ~ 30mm rekkevidde, under trykk hastighet bør ikke være for rask (til 5 ~ 10mm / s passende); For det andre, for å sikre at kanten av hammeren ambolten krumning Større enn eller lik R40mm, deformasjon oppstår i tide for å opprettholde behandlingen og for å sikre at ambolten forvarmes på forhånd til 300 ~ 400 grader C; For det tredje, for trinnene til akselstangen eller trinnsmiingen, trinnsmiing ved smiingen, sørg for å bruke bankepinnen lett trykk, deretter skal hammeren presses sakte ned, og deformasjonen av enkelt hammer bør kontrolleres strengt innen 30 mm , og når det oppstår riving, bør hammeren repareres eller smiingen stoppes i tide for sliping.
3.4,Forebygging av intern sprekk
For det første, for titanlegeringsmaterialer som inneholder ildfaste metallelementer som wolfram, molybden og niob, bør vi starte fra kilden, styrke forskningen på ingotsmelteprosessen, forbedre nivået av smelteteknologi, for å redusere eller eliminere segregering, inneslutninger, løs eller kald segregering og andre metallurgiske defekter; andre, for liten størrelse titanium legering billet, må tegneprosessen være rettidig avfasing, og prøv å unngå billett klemme enden av hodet av smiing, forholdene tillater bør umiddelbart returneres til ovnen for å bli smidd.
3.5 Forebygging av langsgående oppsprekking
Først, titanlegering billet tegning prosessen i en rettidig avfasing, forby fremveksten av skarpe kanter, svarte kanter; For det andre, noen av de temperaturfølsomme høy temperatur titanlegering smiing etter luftkjøling eller dekke isolasjon bomull kjøling, prøv å ikke bruke den luftkjølte, vannkjølte, oljekjølte og andre raske kjølingsmetoder.
3.6 Forebygging av sprø sprekker
For vanskelig deformasjon av høytemperatur titanlegeringsmaterialer, bør brukes "pakkebomullssmiing": det vil si at emnet oppvarmes til den angitte holdetiden, emnet fjernes, pakket inn i et lag med termisk isolasjonsbomull (tykkelse på ca. 10 mm) , jevnt drysset med et lag med glassbeskyttelsesmiddel), gå tilbake til ovnen for å fortsette oppvarmingen (tid i henhold til størrelsen på billetten og pakken bomull raskt og sakte), ut av smiing, prosessen med rettidig økning dekke termisk isolasjon bomull, minimere temperaturen på billetten, for å minimere temperaturen på billetten. Bomull, minimer tapet av billetttemperatur, for å sikre at alltid i prosessen med smiingstemperatur over den endelige smiingstemperaturen, viser praksis at operasjonen kan redusere sprekkdannelsen betydelig. I tillegg bør denne typen titanlegeringsoppvarming tas 200 ~ 300 grader lavtemperaturovn, flertrinns oppvarming, langsom oppvarming (50 ~ 100 grader / t), for å sikre at billetten oppvarmes jevnt, reduser temperaturgradienten i ulike deler. Til slutt er smiingsprosessen forbudt å miste materiale, og unngår voldelig kollisjon med arbeidsstykket; kjøleprosessen er langsom og jevn; sprekksliping er fullført for fargepenetrasjonstest osv.
3.7, forebygging av overflatesprekker
For det første bør overflatesprekken forårsaket av dårlig metallurgisk kvalitet på ingots styrke smelteprosessforskningen, forbedre smeltenivået, smiing før behovet for å fullstendig fjerne ingots kald segregering, subkutan porøsitet og andre metallurgiske defekter. For det andre, når vi formulerer oppvarmings- og smiingsprosessen, bør vi dypt oppsummere lærdommen om at den lave oppvarmingstemperaturen til et testmateriale fører til alvorlig sprekkdannelse, og omfattende vurdere ulike faktorer for å sikre at prosessen er optimal.
4, Konklusjon
(1) Titanlegeringssmiing inkluderer endesprekker, foldesprekker, riving, indre sprekker, langsgående sprekker, sprø sprekker, etc., med forskjellige former og kontrollerbare årsaker; og det er preget av alvorlige farer, medfødt, arvelig, vanskelig å reparere og slipe, og vanskelig å inspisere.
(2) For å redusere og unngå sprekker i titanlegeringssmiing, bør forebygging være hovedfokus, og rimelige og gjennomførbare forebyggende tiltak bør utvikles. Samtidig skal den sikre at de viktige prosessene som smiing, sliping og inspeksjon er under kontroll, og de sentrale kontrollpunktene for tiltakene er strengt implementert.