Перш ніж зрозуміти процес кування, необхідно спочатку зрозуміти унікальні властивості титанових сплавів, які визначають складність і специфіку їх кування.
1. Висока питома міцність (співвідношення міцності/щільності): міцність титанових сплавів близька до міцності деяких сталей, але їх щільність становить лише 60% від густини сталі, що є їхньою найважливішою перевагою.
2. Хороша -температурна продуктивність: він все ще може підтримувати високу міцність при 400-550 градусів C, тоді як міцність алюмінієвого сплаву різко знизиться вище 200 градусів.
3. Сильна стійкість до корозії: поверхня схильна до утворення щільної та стабільної оксидної плівки, яка має відмінну корозійну стійкість до атмосфери, морської води та різних хімічних середовищ.
4. Висока хімічна активність: це основна проблема кування. При високих температурах (особливо вище 800 градусів C) титан реагує з киснем, азотом і воднем у повітрі.
Поглинання кисню: утворення твердої та крихкої оксидної оболонки (корпуса) на поверхні може зменшити втомну міцність і міцність деталей.
Поглинання водню: може викликати водневу крихкість, що призводить до зниження пластичності матеріалу.
5. Погана теплопровідність: теплопровідність титану становить приблизно 1/5 від сталі та 1/15 від алюмінію. Це призводить до великої різниці температур між внутрішньою та зовнішньою сторонами заготовки під час нагрівання кування, що легко створює термічну напругу; Під час деформації кування тепло не легко розсіюється, що призводить до локального перегріву, який може концентруватися в зоні деформації та перевищувати допустиму температуру кування.
6. Висока стійкість до деформації та вузький діапазон пластичності: титанові сплави мають високу міцність при кімнатній температурі та їх важко деформувати. Його ковка повинна проводитися в певному діапазоні температур. Якщо температура занадто висока, це призведе до грубого зерна (крихкість) або перегоряння. Якщо температура занадто низька, це призведе до різкого підвищення опору деформації і може розтріскатися.
Кування титанових сплавів зазвичай складається з наступних основних етапів:
1. Розкрій матеріалу
Зазвичай для різання використовується стрічкова пилка або токарний верстат, щоб торець був рівним, без задирок і тріщин, щоб запобігти поширенню тріщин під час нагрівання та кування.
2. Опалення
Це найвідповідальніший процес підготовки.
Температура нагріву: суворо визначається відповідно до марки сплаву. Зазвичай його кують при 20-50 градусах С нижче точки фазового переходу (Т) (у + зоні) або вище Т (у зоні). Діапазон температур кування для широко використовуваних сплавів, таких як TC4 (Ti-6Al-4V), становить приблизно 900-950 градусів C.
3. Нагрівальне обладнання: необхідно використовувати електричні печі або печі із захистом від газу. Щоб мінімізувати забруднення газами, рекомендуйте печі з контрольованою атмосферою або вакуумні печі. Якщо використовується звичайна піч опору, всередині печі слід підтримувати злегка окислювальну атмосферу, щоб уникнути відновної атмосфери (для запобігання гідрогенізації).
4. Час нагрівання: визначається відповідно до розміру заготовки, забезпечуючи рівномірну температуру всередині та зовні заготовки. Через погану теплопровідність час нагрівання зазвичай довше, ніж у сталі.
