Quins canvis es produeixen en l'estructura metàl·lica dels aliatges de titani després de sotmetre's a processos de tractament tèrmic?

1.1 Recuit d'alleujament de tensió L'objectiu principal del recuit d'alleujament de tensió és eliminar les tensions internes generades durant el processament en fred, la deformació en fred i la soldadura d'aliatges de titani. La presència d'aquestes tensions internes pot causar deformacions, esquerdes i altres problemes en el processament o l'ús posterior de peces d'aliatge de titani, afectant així el seu rendiment i vida útil. Per tant, el procés de recuit d'alleujament de tensió s'aplica normalment després de processos com ara forja en calent, fosa, processament de deformació en fred, tall, mecanitzat i soldadura. Durant el procés de recuit d'alleujament de tensions, la selecció de la temperatura i el temps de recuit és molt crucial. Per als aliatges de titani tractables per calor-, la temperatura de recristal·lització s'utilitza generalment per al recuit, utilitzant el mecanisme de recuperació per eliminar l'estrès. Titanium Home informa que controlant amb precisió els paràmetres de recuit, és possible eliminar eficaçment l'estrès intern evitant efectes adversos sobre altres propietats de l'aliatge de titani. En la producció real, diferents empreses han realitzat un gran nombre d'experiments i optimitzacions sobre els paràmetres de recuit d'alleujament d'estrès per garantir la qualitat del producte.

1.2 Recuit complet També conegut com a recuit de recristal·lització, té com a finalitat obtenir una estructura recristal·litzada, millorant així la plasticitat del material. La majoria dels aliatges de titani i els aliatges de titani + dúplex s'utilitzen en l'estat de recuit de recristal·lització. Aliatges de titani: la temperatura de recuit normalment s'estableix a 120-200 graus per sota del punt de transformació de fase. Si la temperatura de recuit és massa alta, provocarà un engrossiment del gra, reduint el rendiment integral del material; mentre que una temperatura més baixa donarà lloc a una recristal·lització incompleta i la plasticitat del material no pot arribar a l'estat ideal. Com que la velocitat de refrigeració té poc efecte sobre l'estructura i el rendiment dels aliatges de titani, el mètode de refrigeració per aire s'utilitza sovint per a la refrigeració. Titanium Home informa que algunes empreses de fabricació de components aeroespacials, quan produeixen peces d'aliatge de titani, realitzen estrictament un tractament de recuit dins d'aquest rang de temperatura per garantir la plasticitat i el rendiment de processament de les peces. Aliatges prop de titani i aliatges de titani + dúplex: durant el procés de recuit, a més de la recristal·lització, també hi haurà canvis en la fase i la fase, fent que sigui més complex determinar la temperatura de recuit i el mètode de refredament. S'han de considerar de manera exhaustiva diversos factors i mitjançant un gran nombre d'experiments i acumulació d'experiència per determinar els paràmetres òptims del procés. Titanium Home va esmentar que els investigadors han dut a terme estudis en profunditat sobre aquests aliatges i han optimitzat contínuament el procés de recuit mitjançant una combinació de modelització matemàtica i verificació experimental. Aliatges metaestables de titani: el recuit complet es combina generalment amb el tractament amb solució, i la temperatura de recuit generalment és per sobre dels 80-100 graus del punt de transformació + / fase. Aquest mètode de tractament pot permetre que l'aliatge obtingui una bona estructura i rendiment. Titanium Home informa que els aliatges de titani metaestables utilitzats en el camp de l'enginyeria marina, després d'aquest tractament, poden adaptar-se millor als entorns marins durs i millorar la vida útil.

1.3 Tractament amb solució i tractament de l'envelliment La finalitat del tractament amb solució és obtenir fases metaestables que es puguin reforçar amb l'envelliment, com ara "martensita", "martensita" o fase metaestable. Aquestes fases metaestables es descompondran durant el procés d'envelliment posterior, generant fases d'equilibri fi, induint així efectes de reforç de la precipitació i millorant significativament la duresa i la resistència del material. La temperatura de la solució sol ser inferior al punt de transformació +/fase entre 40 i 100 graus, la qual cosa permet la formació de fase i fase primària, alhora que s'evita l'engruiximent excessiu dels grans. Els mètodes de refrigeració després del tractament de la solució solen incloure l'extinció d'aigua i l'extinció d'oli. L'extinció de l'aigua és més freqüent perquè pot aconseguir una velocitat de refredament més ràpida, facilitant la formació de les fases metaestables requerides. L'enfortiment de l'envelliment és més evident en aliatges de titani amb alt contingut d'elements -estabilitzadors, mentre que el seu efecte és relativament feble en aliatges propers- i aliatges de titani +-de dues fases amb un contingut d'elements estabilitzadors -menys. Per tant, en aplicacions pràctiques, és necessari seleccionar raonablement els paràmetres de procés per al tractament de la solució i l'envelliment en funció de la composició específica i els requisits de rendiment de l'aliatge de titani. Titanium Home va informar que algunes empreses de-fabricació de dispositius mèdics de gamma alta han aconseguit materials d'implant d'aliatge de titani amb prou resistència i bona biocompatibilitat controlant amb precisió la solució i els paràmetres de tractament de l'envelliment.

2.1 Canvis en la microestructura durant l'escalfament

2.1.1 Recristal·lització i recuperació Durant el procés d'escalfament d'aliatges de titani-treballats en fred, el primer fenomen que es produeix és la recristal·lització. Durant aquest procés, mitjançant el moviment de buits i dislocacions, es pot eliminar el segon tipus de tensió interna generada durant la deformació. La temperatura de recristal·lització és generalment més baixa que la temperatura de recristal·lització i sol tenir lloc entre 450 i 640 graus. A mesura que la temperatura segueixi augmentant, apareixeran nous grans equiaxials sense distorsió a la microestructura deformada, substituint gradualment els grans deformats, donant lloc a una disminució de la duresa i resistència del material i una millora de la plasticitat. Aquest procés s'anomena recristal·lització. Quan es produeix la recristal·lització, diferents tipus d'aliatges de titani presentaran diferents comportaments. Per a aliatges propers a- i aliatges +, sovint s'observen dissolucions de fase i canvis en el contingut de la fase; per als aliatges, també hi ha un procés de fusió. En general, a causa de la capacitat limitada de deformació en fred dels aliatges de titani, és difícil refinar els grans de l'aliatge mitjançant la deformació i la recristal·lització. Tanmateix, per als aliatges de titani, que tenen una forta capacitat de deformació en fred, es pot utilitzar la deformació i la recristal·lització per aconseguir un cert grau de perfeccionament. Per als aliatges de titani de fase +-dual, la deformació i la recristal·lització també es poden utilitzar per refinar la microestructura de l'aliatge i millorar-ne la plasticitat. Els informes de Titanium Home indiquen que l'equip d'investigació ha dut a terme-estudis en profunditat sobre els processos de recuperació i recristal·lització de diferents aliatges de titani, proporcionant una base teòrica per optimitzar els processos de tractament tèrmic.

2.1.2 transformació de fase i fase Quan la temperatura d'escalfament supera el → punt de transformació de fase, els tipus de cristall de fase i fase comencen a transformar-se en aliatges de titani. Per al titani pur, la temperatura de transformació és d'aproximadament 875 ± 5 graus. Durant la transformació de fase ↔, la relació d'orientació de Burgers es manté inalterada, és a dir, (110) // (0001) ; [111] // [11 2 0] . Aquesta relació d'orientació específica té un impacte significatiu en la microestructura i les propietats dels aliatges de titani. Els informes de Titanium Home destaquen que la comprensió d'aquesta relació d'orientació és crucial per controlar l'evolució de la microestructura i l'optimització del rendiment dels aliatges de titani.

2.2 Canvis en la microestructura durant el refredament

2.2.1 Refrigerament lent Quan els aliatges de titani es refreden lentament des de la regió d'una-fàsica a la regió de dues-fàsiques, sovint es produeix una transformació de tipus cristal·lí de fase a fase, mantenint la relació d'orientació de Burgers: . Aquest procés de transformació és relativament lent i la microestructura resultant és relativament uniforme. Titanium Home informa que en la producció d'alguns productes d'aliatge de titani amb alts requisits d'uniformitat de la microestructura, l'ús d'un refredament lent pot aconseguir una millor qualitat del producte.

2.2.2 Refredament ràpid Durant el procés de refredament ràpid, els canvis de microestructura dels aliatges de titani són més complexos. Es poden produir diverses transformacions, com ara la transformació en fase de martensita, la fase ω apagada, la fase sobresaturada i la fase residual d'alta temperatura-. Els productes de transformació inclouen ´, ", ω, fase subrefredada, fase metaestable, fase sobresaturada, etc., depenent del contingut d'elements estabilitzadors. Els diferents productes de transformació tindran efectes diferents sobre les propietats dels aliatges de titani, com la transformació en fase de martensita pot augmentar la resistència dels aliatges de titani, però pot reduir la seva duresa durant la investigació ràpida. procés de refrigeració ajustant la velocitat de refrigeració i la composició de l'aliatge per satisfer els requisits dels diferents escenaris d'aplicació.

2.2.3 Les fases metaestables generades pel refredament ràpid es transformaran en fases d'equilibri durant el procés d'envelliment. Aquest procés implica la descomposició de les fases metaestables, la descomposició de les fases sobresaturades i altres fenòmens. La transformació anterior és la raó principal de l'enfortiment del tractament tèrmic dels aliatges de titani. Controlant raonablement la temperatura i el temps del tractament d'envelliment, els aliatges de titani poden obtenir la microestructura i les propietats desitjades. L'informe de Titanium Home mostra que en el camp aeroespacial, el procés de transformació d'envelliment dels aliatges de titani es controla estrictament per garantir el rendiment estable i fiable dels components de l'aeronau.

2.2.4 Transformació eutèctica La transformació eutèctica dels aliatges de titani es produeix sovint en aliatges que contenen elements estables de titani i aliatges eutèctics ràpids. Aquesta transformació sol reduir la plasticitat del material i té un efecte advers sobre les propietats del material. Per millorar aquesta situació, es pot dur a terme un tractament isotèrmic de la microestructura per obtenir una microestructura bainítica no-estratificada, millorant així les propietats integrals del material. Titanium Home informa que els investigadors han explorat contínuament els paràmetres del procés de tractament isotèrmic i han millorat amb èxit la plasticitat dels aliatges de titani de transformació eutèctica, ampliant el seu àmbit d'aplicació.

2.2.5 Transformació de fase induïda per l'estrès-La fase metaestable es pot transformar en martensita sota l'acció de la tensió o l'estrès. Els productes de transformació inclouen martensita hexagonal i martensita ortorròmbica. Aquest procés pot generar un efecte de plasticitat induït per transformació de fase-, augmentant l'allargament i la velocitat d'enduriment de l'aliatge de titani. En aplicacions pràctiques, aquesta característica es pot utilitzar per millorar el rendiment de conformació i la resistència a la fatiga de les peces d'aliatge de titani. Utilitzeu la transformació de fase induïda per l'estrès-per millorar el rendiment de les peces d'aliatge de titani.

En conclusió, el procés de tractament tèrmic i els canvis de microestructura dels aliatges de titani és un camp de recerca complex i important. Els informes de Titanium Home han presentat els últims resultats de recerca i casos d'aplicació pràctica a la indústria. En comprendre profundament el procés de tractament tèrmic i les lleis de canvi de microestructura dels aliatges de titani, podem seleccionar i dissenyar de manera més raonable els paràmetres del procés de tractament tèrmic, obtenint així materials d'aliatge de titani amb excel·lents propietats, que compleixin els requisits de diferents camps d'enginyeria. En el futur, amb l'aprofundiment continu de la investigació i l'avenç continu de la tecnologia, les perspectives d'aplicació dels aliatges de titani seran més àmplies.