Schmiedefehler aus Titanlegierungen und ihre Vorbeugung

Beim Schmieden von Titanlegierungen kann es aufgrund unsachgemäßer Prozessspezifikationen, einer nicht strengen Kontrolle der Rohstoffqualität und anderen Gründen zu einer Vielzahl von Mängeln kommen. Häufige Mängel sind wie folgt:
1, Sprödigkeit
Versprödung wird durch Überhitzung von Schmiedestücken verursacht. und ( + ) Titanlegierungen, insbesondere ( + ) Titanlegierungen, wenn die Schmiedeerwärmungstemperatur zu hoch ist und die Übergangstemperatur überschreitet, was zu Schmiedestücken mit niedrigen Zeiten führt, ist die Organisation des Korns groß, isometrisch; Mikrostruktur-Phasenausscheidung entlang der Korngrenzen der ursprünglichen Körner des Grobkorns und des intrakristallinen Streifens. Die Folge ist, dass die Plastizität des Schmiedestücks bei Raumtemperatur abnimmt, dieses Phänomen wird als Versprödung bezeichnet.
Überhitzungsfehler an Schmiedestücken aus Titanlegierungen können nicht durch Wärmebehandlung repariert werden, sondern müssen zur Reparatur erneut auf eine Temperatur unterhalb der Übergangstemperatur erhitzt werden (sofern das Schmiedestück dies zulässt), um eine plastische Verformung zu ermöglichen.
Um eine Überhitzung zu verhindern, sollte beim Erhitzen von Titanlegierungen die Ofentemperatur streng kontrolliert werden, die regelmäßige Bestimmung der Temperatur des qualifizierten Bereichs der Ofenkammer, die angemessene Anordnung der Beschickungsposition und die Beschickungsmenge können nicht sein meistens. Bei Verwendung einer Widerstandsheizung sollte die Ofenkammer auf beiden Seiten des Leitblechs angeordnet sein, um eine Überhitzung zu vermeiden, die durch eine zu große Nähe des Barrens zum Siliziumkarbidstab verursacht wird. Die Erfassung der tatsächlichen Übergangstemperatur jeder Ofenlegierung ist ebenfalls eine wirksame Maßnahme zur Vermeidung von Überhitzung.
2, lokalisierter grober Kristall
Beim Hammer- oder Pressgesenkschmieden wird aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen die Prozesstemperatur der Knüppeloberfläche und des Formkontakts stark reduziert, gepaart mit der Oberfläche des Knüppels und der Formreibung zwischen der oberen und unteren Form, der Knüppelmitte Ein Teil des Knüppels wird einer starken Verformung unterzogen, wobei die Oberfläche der Verformung einen geringen Grad aufweist, so dass das Rohmaterial der Organisation erhalten bleibt und sich neue lokalisierte Rohkristalle bilden.
Um lokale grobe Kristalldefekte in Titanlegierungen zu vermeiden, können folgende Maßnahmen ergriffen werden: Verwendung eines Vorschmiedeprozesses, damit die endgültige Schmiedeverformung gleichmäßig ist; die Schmierung verstärken, die Reibung zwischen dem Knüppel und der Form verbessern; Heizen Sie die Form vollständig vor, um den Temperaturabfall des Knüppels während des Schmiedeprozesses zu reduzieren.
3, Riss
Risse an der Schmiedeoberfläche von Titanlegierungen entstehen hauptsächlich, wenn die endgültige Schmiedetemperatur niedriger ist als die vollständige Rekristallisationstemperatur der Titanlegierung. Beim Gesenkschmiedeprozess ist die Kontaktzeit zwischen Knüppel und Form zu lang. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Titanlegierung kann es leicht dazu kommen, dass die Oberfläche des Knüppels unter die zulässige Endtemperatur des Schmiedens abkühlt, was ebenfalls zu Oberflächenrissen führt im Schmieden. Um das Auftreten von Rissen zu kontrollieren, kann beim Gesenkschmieden auf der Presse Glasschmiermittel verwendet werden. Beim Schmieden auf dem Hammer kann versucht werden, die Kontaktzeit zwischen Rohling und Untergesenk zu verkürzen.

4, Restgussorganisation
Wenn beim Schmieden von Titanlegierungsbarren das Schmiedeverhältnis nicht groß genug ist oder die Schmiedemethoden nicht geeignet sind, bleiben die Schmiedestücke der Gussorganisation überlassen. Die Lösung dieses Mangels besteht darin, das Schmiedeverhältnis zu erhöhen und wiederholtes Stauchen anzuwenden.
5, heller Streifen
Bei den sogenannten Titanlegierungsschmiedeteilen handelt es sich im hellen Band um ein mit bloßem Auge sichtbares Band mit unterschiedlicher Helligkeit, in der niedrig gefalteten Organisation eines Bandes. Aufgrund des unterschiedlichen Beleuchtungswinkels kann der helle Streifen heller als das Grundmetall oder auch dunkler als das Grundmetall sein. Im Querschnitt hat es die Form von Punkten oder Flocken; Im Längsschnitt handelt es sich um einen langen, glatten Streifen mit einer Länge von mehr als zehn Millimetern bis zu mehreren Metern. Es gibt zwei Hauptgründe für die blanken Stäbe: Zum einen liegt es an der chemischen Zusammensetzung der Titanlegierungssegregation und zum anderen an der Verformung durch thermische Effekte beim Schmiedeprozess.
Helle Stäbe haben einen gewissen Einfluss auf die Leistung von Titanlegierungen, insbesondere auf die Plastizität und das Hochtemperaturverhalten. Maßnahmen zur Verhinderung der Entstehung heller Stäbe bestehen darin, beim Schmelzen die chemische Zusammensetzung der Entmischung streng zu kontrollieren; Die richtige Wahl der thermischen Schmiedespezifikationen (Erwärmungstemperatur, Verformungsgrad, Verformungsgeschwindigkeit usw.), um zu vermeiden, dass die Temperatur der Schmiedestücke überall aufgrund der Verformung des thermischen Effekts der Differenz zu groß ist.
6, Versprödungsschicht
Die Versprödungsschicht besteht hauptsächlich aus einer Titanlegierung, bei der bei hoher Temperatur Sauerstoff und Stickstoff durch die lockere Oxidhaut in das Metallinnere diffundieren, so dass der Sauerstoff- und Stickstoffgehalt des Oberflächenmetalls zunimmt, so dass die Oberflächenorganisation der -Phase an Zahl zunimmt. Wenn der Sauerstoff- und Stickstoffgehalt des Oberflächenmetalls einen bestimmten Wert erreicht, kann die Oberflächenorganisation vollständig aus Phasen bestehen. Auf diese Weise bildet die Oberfläche der Titanlegierung eine Oberflächenschicht mit mehr Phase oder vollständiger Phase. Diese aus Phasen bestehende Oberflächenschicht wird üblicherweise als Versprödungsschicht bezeichnet. Eine zu dicke Versprödungsschicht auf der Oberfläche eines Titanlegierungsbarrens kann beim Schmieden zu Rissen im Barren führen.
Die Dicke der Versprödungsschicht hängt eng mit der Art des zum Schmieden oder Wärmebehandeln verwendeten Heizofens, der Art des Gases im Ofen, der Heiztemperatur des Knüppels oder Teils und der Haltezeit zusammen. Mit steigender Heiztemperatur erhöht sich die Haltezeit und die Dicke; mit der Erhöhung des Sauerstoff- und Stickstoffgehalts im Ofengas und der Eindickung. Um zu vermeiden, dass diese Versprödungsschicht zu dick ist, müssen daher beim Schmieden oder bei der Wärmebehandlung die Heiztemperatur, die Haltezeit und die Art des Ofengases usw. ordnungsgemäß kontrolliert werden.
und (+) Titanlegierungen können eine Versprödungsschicht bilden. Allerdings reagieren Titanlegierungen besonders empfindlich auf die Bildung einer Versprödungsschicht, während Titanlegierungen erst dann eine Versprödungsschicht bilden, wenn sie auf 980 Grad oder mehr erhitzt werden.

7, Wasserstoffversprödung
Es gibt zwei Arten der Wasserstoffversprödung: den Spannungszeittyp und den Hydridtyp. Wasserstoffatome in der Gitterlücke in der Spannung sammeln sich nach einer gewissen Zeit durch Diffusion an, um die Spannungskonzentration der Lücke zu erreichen. Aufgrund der Wechselwirkung von Wasserstoffatomen und Versetzungen sind die Versetzungen fixiert und können sich nicht frei bewegen, wodurch die Matrix spröde wird. Das Phänomen wird als Wasserstoffversprödung vom Reckalterungstyp bezeichnet. Bei hoher Temperatur löst sich Wasserstoff in einer festen Lösung auf, wobei der Temperaturabfall in Form einer Hydridausfällung erfolgt und die Titanlegierung spröde wird. Das Phänomen wird als Wasserstoffversprödung vom Hydridtyp bezeichnet. Bei Titan und Titanlegierungen können beide Arten der Wasserstoffversprödung auftreten.
Das Problem der Wasserstoffversprödung wird durch einen zu hohen Wasserstoffgehalt in Titanlegierungen verursacht. Daher muss der Wasserstoffgehalt industrieller Titanlegierungen auf einen Wert von 0,015 % kontrolliert werden.
Um eine Wasserstoffversprödung zu verhindern oder zu reduzieren, sollte der Ofen während des Schmiedens oder der Wärmebehandlung in eine leicht oxidierende Atmosphäre gebracht werden. Außerdem kann ein Vakuumglühen durchgeführt werden, um die Wasserstoffversprödung bei Titanlegierungen mit einem Wasserstoffgehalt über den Vorschriften sowie bei wichtigen Titanlegierungsteilen zu beseitigen .