การวิเคราะห์การตรวจจับข้อบกพร่องของการตีขึ้นรูปไททาเนียม เช่น บล็อกไททาเนียมและแหวนไททาเนียม

Mar 02, 2023

โลหะผสมไททาเนียมมีความถ่วงจำเพาะเล็กน้อย (ประมาณ 4.5) มีจุดหลอมเหลวสูง (ประมาณ 1600 องศา) ปั้นดี มีความแข็งแรงจำเพาะสูง ต้านทานการกัดกร่อนได้ดี และสามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน (ปัจจุบัน โลหะผสมไททาเนียมทนความร้อน ผ่านการใช้งานที่ 500 องศา) ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในฐานะชิ้นส่วนแบริ่งที่สำคัญของเครื่องบินและเครื่องยนต์ของเครื่องบิน นอกจากการตีโลหะผสมไททาเนียมแล้ว ยังมีการหล่อ แผ่นเพลท (เช่น ผิวเครื่องบิน) ตัวยึด และอื่นๆ อัตราส่วนน้ำหนักของโลหะผสมไททาเนียมที่ใช้ในเครื่องบินต่างประเทศสมัยใหม่สูงถึงประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโลหะผสมไททาเนียมมีโอกาสในวงกว้างในอุตสาหกรรมการบิน แน่นอน โลหะผสมไททาเนียมยังมีข้อเสียดังต่อไปนี้: เช่น ความต้านทานการเปลี่ยนรูปขนาดใหญ่ การนำความร้อนต่ำ ความไวของรอยบากขนาดใหญ่ (ประมาณ 1.5) และอิทธิพลที่สำคัญของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคต่อคุณสมบัติเชิงกล ซึ่งนำไปสู่ความซับซ้อนในการถลุง การตีขึ้นรูป และความร้อน การรักษา.

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องนำเทคโนโลยีการทดสอบแบบไม่ทำลายมาใช้เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพโลหะและการประมวลผลของผลิตภัณฑ์โลหะผสมไททาเนียม ต่อไปนี้เป็นการแนะนำข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นได้ง่ายในการตรวจจับตำหนิของการตีขึ้นรูปไทเทเนียม เช่นบล็อกไทเทเนียมและ แหวนไทเทเนียม:

1. ข้อบกพร่องในการคัดแยก

ยกเว้นการแยกเฉพาะจุด การคัดแยกที่อุดมด้วยไททาเนียม และแถบ นอกจากการแยกแล้ว สิ่งที่อันตรายที่สุดคือการแยกประเภทคั่นระหว่างหน้าอย่างเสถียร (การแยกประเภทที่ 1) ซึ่งมักมาพร้อมกับรูและรอยแตกเล็กๆ ที่มีออกซิเจน ไนโตรเจน และก๊าซอื่นๆ และ ค่อนข้างเปราะ และการแยกแบบเสถียรที่อุดมด้วยอะลูมิเนียม (การแยกประเภท II) ซึ่งมาพร้อมกับรอยแตกและความเปราะบางและถือเป็นข้อบกพร่องที่เป็นอันตราย

2. การรวม

ส่วนใหญ่เป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงและมีความหนาแน่นสูง จุดหลอมเหลวสูงและองค์ประกอบที่มีความหนาแน่นสูงในส่วนประกอบของโลหะผสมไททาเนียมจะไม่หลอมละลายทั้งหมดและถูกทิ้งไว้ในเมทริกซ์เพื่อก่อตัว (เช่น การรวมตัวของโมลิบดีนัม) และยังมีเศษเครื่องมือคาร์ไบด์ผสมอยู่ในวัตถุดิบที่ถลุง (โดยเฉพาะวัสดุรีไซเคิล) หรือกระบวนการเชื่อมอิเล็กโทรดที่ไม่เหมาะสม (โดยทั่วไปการถลุงโลหะผสมไททาเนียมจะใช้วิธีหลอมอิเล็กโทรดแบบสิ้นเปลืองสุญญากาศ) เช่น การเชื่อมอาร์คทังสเตน ปล่อยให้มีการรวมที่มีความหนาแน่นสูง เช่น การรวมทังสเตน นอกเหนือจากการรวมไทเทเนียม เป็นต้น

การมีอยู่ของรอยแยกสามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นและการแพร่กระจายของรอยแตกได้ง่าย ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้มีข้อบกพร่อง (ตัวอย่างเช่น ตามข้อมูลของสหภาพโซเวียตในปี 1977 การรวมที่มีความหนาแน่นสูงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3~ ต้องบันทึก 0.5 มม. ที่พบในการตรวจเอ็กซ์เรย์ของโลหะผสมไททาเนียม)

3. ช่องหดตัวที่เหลือ

ดูตัวอย่าง

4. รู

หลุมไม่จำเป็นต้องมีอยู่เป็นรายบุคคล แต่อาจมีอยู่เป็นจำนวนมากอย่างหนาแน่น ซึ่งจะเร่งอัตราการเจริญเติบโตของรอยร้าวความเมื่อยล้าในรอบต่ำและทำให้เกิดความล้มเหลวของความล้าในช่วงต้น

5. แคร็ก

ส่วนใหญ่หมายถึงการปลอมรอยร้าว เนื่องจากโลหะผสมไททาเนียมมีความหนืดสูง ไหลได้น้อย และมีการนำความร้อนต่ำ จึงง่ายต่อการผลิตแถบเฉือน (strain line) ในการตีขึ้นรูป เนื่องจากแรงเสียดทานที่พื้นผิวมาก การเสียรูปภายในที่ไม่สม่ำเสมออย่างเห็นได้ชัด และอุณหภูมิภายในและภายนอกที่มาก ความแตกต่างระหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูปการตีขึ้นรูป ซึ่งจะนำไปสู่การแตกร้าวในกรณีที่รุนแรง และการวางแนวโดยทั่วไปจะเป็นไปตามทิศทางของความเค้นการเสียรูปสูงสุด

6. ความร้อนสูงเกินไป

การนำความร้อนของโลหะผสมไททาเนียมไม่ดี นอกจากความร้อนสูงเกินไปของการตีขึ้นรูปหรือวัตถุดิบที่เกิดจากการให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสมระหว่างการแปรรูปที่ร้อนแล้ว ยังทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปได้ง่ายเนื่องจากผลกระทบทางความร้อนระหว่างการเสียรูประหว่างกระบวนการตีขึ้นรูป ซึ่งส่งผลให้โครงสร้างจุลภาคเปลี่ยนไปและการก่อตัวของโครงสร้าง Widmanstein ที่ร้อนเกินไป .

ไททาเนียมอัลลอยด์มีความต้านทานการเสียรูปสูง และค่าการนำความร้อนต่ำ และการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างจุลภาคมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติเชิงกล ซึ่งนำไปสู่ความซับซ้อนในการถลุง การตีขึ้นรูป และการบำบัดความร้อน

ส่งคำถาม
ประเภท