TC4-, TC6-, TC11- und andere Titanlegierungsstäbe und deren Wärmebehandlungsprozess

Titan ist bei Raumtemperatur an der Luft sehr stabil. Wenn es auf 400 ~ 550 Grad erhitzt wird, bildet es eine feste Oxidschicht auf der Oberfläche, die eine weitere Oxidation der Schutzwirkung verhindert. Die Absorption von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff durch Titan ist sehr stark. Diese Art von Gas ist für das Metall sehr schädlich. Titanverunreinigungen können auch bei sehr geringen Gehalten (0,01 % bis 0,005 %) die mechanischen Eigenschaften erheblich beeinträchtigen.
Bei Titanverbindungen ist Titandioxid (TiO2) der praktischste Wert. TiO2 ist für den menschlichen Körper inert, ungiftig und verfügt über eine Reihe hervorragender optischer Eigenschaften. ti02 undurchsichtig, Glanz und Weißgrad, Brechungsindex und Streuvermögen, starkes Deckvermögen, gute Dispersion, hergestellt aus Pigmenten für das weiße Pulver, allgemein bekannt als Titandioxid, wird häufig verwendet. Das Aussehen von Titanstäben und Stahl ähnelt stark der Dichte von 4,51 g/cm, weniger als 60 % von Stahl, Refraktärmetallen mit der niedrigsten Dichte der Metallelemente. Die mechanischen Eigenschaften von Titan, die allgemein als mechanische Eigenschaften und Reinheit bekannt sind, sind sehr relevant. Hochreines Titan hat eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, Dehnung und Querschnittsschrumpfung sind gut, aber geringe Festigkeit, nicht für Strukturmaterialien geeignet. Industrielles Reintitan enthält eine mäßige Menge an Verunreinigungen, weist eine hohe Festigkeit und Plastizität auf und eignet sich zur Herstellung von Strukturmaterialien.

Titanlegierungen haben eine geringe Festigkeit und eine hohe Plastizität, eine mittlere Festigkeit und eine hohe Festigkeit für 200 (geringe Festigkeit) bis 1300 (hohe Festigkeit) MPa, aber im Großen und Ganzen können Titanlegierungen als hochfeste Legierungen angesehen werden. Sie haben eine höhere Festigkeit als Aluminiumlegierungen, die als mittelfest gelten, und können bestimmte Stahlsorten hinsichtlich der Festigkeit vollständig ersetzen. Im Vergleich zu Aluminiumlegierungen, die bei Temperaturen über 150 Grad schnell an Festigkeit verlieren, behalten einige Titanlegierungen auch bei 600 Grad ihre gute Festigkeit. Dichtes Metalltitan hat aufgrund seines geringen Gewichts eine höhere Festigkeit als Aluminiumlegierungen, kann bei höheren Temperaturen aufrechterhalten werden als Aluminium für eine höhere Festigkeit und wird von der Luftfahrtindustrie als besonders wichtig erachtet. Angesichts der Dichte von Titan für Stahl von 57 % ist seine spezifische Festigkeit (Festigkeits-/Gewichtsverhältnis oder Festigkeits-/Dichteverhältnis werden als spezifische Festigkeit bezeichnet) hoch, Korrosions-, Oxidations- und Ermüdungsbeständigkeit sind stark, Titanlegierungen werden zu 3/4 für die Luft- und Raumfahrt verwendet Strukturlegierungen als Vertreter der Strukturmaterialien, 1/4 wird hauptsächlich als korrosionsbeständige Legierungen verwendet. Titanlegierung hat eine hohe Festigkeit und geringe Dichte, gute mechanische Eigenschaften, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit ist sehr gut. Darüber hinaus ist die Leistung des Titanlegierungsprozesses schlecht, es treten Schwierigkeiten beim Schneiden und Verarbeiten auf, und bei der Heißverarbeitung können Verunreinigungen wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff sehr leicht absorbiert werden. Zudem ist die Abriebfestigkeit mangelhaft, der Herstellungsprozess ist aufwändig. Die industrialisierte Produktion von Titan wurde 1948 begonnen. Die Bedürfnisse der Luftfahrtindustrie entwickelten sich weiter, sodass die Titanindustrie eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von etwa 8 % entwickelte. Derzeit beträgt die weltweite jährliche Produktion von Titanlegierungsverarbeitungsmaterialien mehr als 40.{14}} Tonnen Titanlegierungsqualität, fast 30 Arten. Die am häufigsten verwendete Titanlegierung ist Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) und industriell reines Titan (TA1, TA2 und TA3).
Es gibt drei Arten von Wärmebehandlungsprozessen für Titanstäbe und Titanlegierungsstäbe:
(1) Mischkristallbehandlung und Alterung: Der Zweck besteht darin, ihre Festigkeit zu verbessern. Titanlegierungen und stabile Titanlegierungen können nicht durch Wärmebehandlung gestärkt werden, sondern nur durch Glühen in der Produktion. + Titanlegierung und enthält eine kleine Menge an Phase der substabilen Titanlegierung, kann einer Mischkristallbehandlung und Alterung unterzogen werden, um die Legierung weiter zu verstärken.
(2) Spannungsarmglühen: Der Zweck besteht darin, die während der Bearbeitung entstehenden Eigenspannungen zu beseitigen oder zu reduzieren. Verhindern Sie chemische Angriffe und reduzieren Sie Verformungen in einigen korrosiven Umgebungen.
(3) Vollständiges Glühen: Der Zweck besteht darin, eine gute Zähigkeit zu erreichen, die Bearbeitbarkeit zu verbessern, die Nachbearbeitung zu erleichtern und die Stabilität von Größe und Organisation zu verbessern.