Egenskaper och egenskaper hos titan och titanlegeringsmaterial

Titan och titanlegeringar har många utmärkta egenskaper, främst återspeglas i följande aspekter:
1. Hög styrka. Titanlegering har hög hållfasthet, dess draghållfasthet är 686-1176MPa och dess densitet är bara cirka 60 % av stålet, så dess specifika hållfasthet är mycket hög.
2. Hög hårdhet. Hårdheten HRC för titanlegering (glödgat tillstånd) är 32-38.
3. Låg elasticitetsmodul. Titanlegeringens elasticitetsmodul (glödgat tillstånd) är 1,078×10-1.176×10MPa, vilket är ungefär hälften av stål och rostfritt stål.
4. Utmärkt prestanda vid hög och låg temperatur. Vid höga temperaturer kan titanlegeringar fortfarande bibehålla goda mekaniska egenskaper, deras värmebeständighet är mycket högre än för aluminiumlegeringar och deras användningstemperaturområde är brett. För närvarande kan arbetstemperaturen för nya värmebeständiga titanlegeringar nå 550-600 grader; vid låga temperaturer förbättras styrkan hos titanlegeringar jämfört med normala temperaturer, och de har god seghet. Lågtemperatur titanlegeringar kan fortfarande bibehålla god seghet vid -253 grader.

5. Titan har stark korrosionsbeständighet. I luft under 550 grader bildas snabbt en tunn och tät oxidfilm på titanytan. Därför är dess korrosionsbeständighet i oxiderande medier som atmosfär, havsvatten, salpetersyra och svavelsyra, stark alkali bättre än den för de flesta rostfria stål.
Titanlegeringar har hög hållfasthet och hårdhet, så bearbetningsutrustning måste vara kraftfull, och formar och skärverktyg bör ha hög hållfasthet och hårdhet. Under kapning är kontaktytan mellan spånan och spånytan liten och belastningen på verktygsspetsen är stor. Jämfört med 45 stål, även om skärkraften för titanlegering endast är 2/3-3/4, är kontaktytan mellan spånet och spånytan mindre (endast 1/2-2/3 av 45 stål ), så att verktyget skär Spänningen på bladet är stor och verktygsspetsen eller skäreggen är lätt att bära; titanlegering har en stor friktionsfaktor och låg värmeledningsförmåga (endast 1/4 och 1/16 av järn respektive aluminium); kontakten mellan verktyget och spånan beror på dess Med en kort längd kommer skärvärme att samlas på ett litet område nära skäreggen och kommer inte att försvinna lätt. Dessa faktorer gör skärtemperaturen för titanlegering mycket hög, vilket resulterar i accelererat verktygsslitage och påverkar bearbetningskvaliteten. På grund av den låga elasticitetsmodulen hos titanlegeringen, studsar arbetsstycket kraftigt under skärning, vilket lätt kan orsaka ökat slitage på verktygsflankerna och deformation av arbetsstycket. Titanlegeringar är mycket kemiskt aktiva vid höga temperaturer och reagerar lätt med gasformiga föroreningar som väte och syre i luften. Den kemiska reaktionen genererar ett härdat lager, vilket ytterligare förvärrar slitaget på verktyget; i titanlegeringsskärning binds arbetsstyckets material lätt till verktygsytan, och tillsammans med den höga skärtemperaturen är verktyget benäget att utsättas för diffusionsslitage och limslitage.
Titanlegeringar har aktiva kemiska egenskaper och är lätt kompatibla med och vidhäftande till slipmedel vid höga temperaturer, vilket täpper till slipskivan, vilket resulterar i ökat slitage på slipskivorna, minskad slipprestanda och svårigheter att säkerställa slipnoggrannhet. Slipskivans slitage ökar också kontaktytan mellan slipskivan och arbetsstycket, vilket gör att värmeavledningsförhållandena försämras och temperaturen i slipområdet stiger kraftigt, vilket bildar en stor termisk spänning på slipytan, vilket orsakar lokala brännskador på arbetsstycket och orsakar slipsprickor. Titanlegering har hög hållfasthet och seghet, vilket gör att slipspånen är svåra att separera under slipning, ökar slipkraften och ökar slipeffektförbrukningen i enlighet därmed. Titanlegering har låg värmeledningsförmåga och liten specifik värme. Värmeledningen är långsam under slipning, vilket gör att värme ackumuleras i slipbågszonen, vilket gör att temperaturen i slipzonen stiger kraftigt. .

Vid extrudering av titan och titanlegeringar krävs hög extruderingstemperatur och snabb extruderingshastighet för att förhindra att temperaturen sjunker för snabbt. Samtidigt bör kontakttiden mellan högtemperaturämnet och formen förkortas så mycket som möjligt. Därför bör extruderingsformen använda nya värmebeständiga formmaterial, och transporthastigheten för ämnet från uppvärmningsugnen till extruderingscylindern bör också vara snabb. Eftersom metall lätt förorenas av gas under uppvärmning och extrudering bör även lämpliga skyddsåtgärder vidtas. Lämpliga smörjmedel bör väljas under extrudering för att förhindra vidhäftning till formen, såsom mantelextrudering och glassmord extrudering. På grund av den stora termiska effekten av deformation av titan och titanlegering och dålig värmeledningsförmåga måste särskild uppmärksamhet ägnas åt att förhindra överhettning under extrudering och deformation. Extruderingsprocessen för titanlegering är mer komplicerad än den för aluminiumlegering, kopparlegering och till och med stål. Detta bestäms av titanlegeringens speciella fysikaliska och kemiska egenskaper. Under konventionell varm omvänd extrudering av titanlegering är formtemperaturen låg, yttemperaturen på ämnet i kontakt med formen sjunker snabbt, medan temperaturen inuti ämnet ökar på grund av deformationsvärme. På grund av den låga värmeledningsförmågan hos titanlegeringen, efter att yttemperaturen sjunker, kan värmen från den inre ämnet inte överföras till ytan i tid för att fylla på den, och ett ythärdat lager kommer att uppstå, vilket gör det svårt att fortsätta deformationen. Samtidigt kommer en stor temperaturgradient att uppstå mellan ytskiktet och det inre skiktet. Även om det kan formas är det lätt att orsaka deformation och ojämn struktur.
Titanlegeringar är mycket känsliga för smidesprocessparametrar. Förändringar i smidestemperatur, deformationsmängd, deformationsmängd och kylhastighet kommer att orsaka förändringar i strukturen och egenskaperna hos titanlegeringar. För att bättre kontrollera de strukturella egenskaperna hos smide har avancerade smidestekniker som varmformsmidning och isotermisk smide på senare år använts i stor utsträckning vid smidestillverkning av titanlegeringar.

Titanlegeringens plasticitet ökar med temperaturen. I temperaturområdet 1000-1200 grader når plasticiteten det maximala värdet och den tillåtna deformationsgraden når 70 %-80%. Smidestemperaturintervallet för titanlegeringar är snävt och bör strikt kontrolleras enligt ( )/omvandlingstemperaturen (förutom götöppningar), annars kommer kornen att växa våldsamt och minska plasticiteten i rumstemperaturen; titanlegeringar är vanligtvis mellan ( ) Smide utförs i fasområdet eftersom smidestemperaturen över ( )/transformationslinjen är för hög, vilket kommer att leda till generering av spröd fas. Både den initiala smidningen och den slutliga smidningen av titanlegering måste vara högre än ( )/omvandlingstemperaturen. Deformationsbeständigheten hos titanlegering ökar snabbt med ökningen av deformationshastigheten, bland vilka smidestemperaturen har ett större inflytande på deformationsbeständigheten hos titanlegeringen. Därför måste konventionell smide utföras i smidesformen med minimal kylning. Innehållet av mellanliggande element (som O, N, C) har också en betydande inverkan på smidbarheten av titanlegeringar.