티타늄 합금 단조 결함 및 그 방지

티타늄 합금 단조 시 부적절한 공정 사양, 원료 품질 관리가 엄격하지 않은 등의 이유로 단조에 다양한 결함이 발생할 수 있습니다. 일반적인 결함은 다음과 같습니다.
1, β 취성
β 취화는 단조품의 과열로 인해 발생합니다. α 및 (α + β) 티타늄 합금, 특히 (α + β) 티타늄 합금, 단조 가열 온도가 너무 높으면 β 전이 온도를 초과하여 낮은 시간 동안 단조 결정립 조직이 크고 등각 투영되는 경우 ; 거친 원래 β 입자의 입자 경계를 따라 α상 석출의 미세 구조와 결정 내부에 줄무늬가 있습니다. 그 결과 상온에서 단조품의 가소성이 감소하는데, 이러한 현상을 β 취화라고 합니다.
티타늄 합금 단조품의 과열 결함은 열처리로 복구할 수 없지만 소성 변형을 위해 β-전이 온도(단조가 허용하는 경우) 이하로 재가열하여 복구해야 합니다.
과열 발생을 방지하기 위해 티타늄 합금 가열, 퍼니스 온도를 엄격하게 제어해야 하며, 퍼니스 챔버의 적격 영역 온도를 정기적으로 결정하고, 장입 위치의 합리적인 배치와 장입량을 조정할 수 없습니다. 주로. 저항 가열을 사용하는 경우, 퍼니스 챔버는 배플의 양쪽에 설정되어야 합니다. 그래야 빌렛이 탄화 규소 막대에 너무 가까워서 발생하는 과열을 방지할 수 있습니다. 각 용광로 합금의 실제 β-전이 온도를 감지하는 것도 과열을 방지하는 효과적인 방법입니다.

2, 국부적인 거친 결정
해머 또는 프레스 금형 단조에서는 티타늄 합금의 열전도율이 낮기 때문에 빌렛 표면 및 금형 접촉 공정 온도가 많이 감소하고 빌렛 표면과 상하 금형 사이의 금형 마찰, 빌렛 중간 빌렛의 일부는 강한 변형을 받고 표면의 변형 정도는 작아서 조직의 원료가 유지되어 새로운 국부적인 거친 결정이 형성됩니다.
티타늄 합금 국부적인 거친 결정 결함을 방지하기 위해 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다. 사전 단조 공정을 사용하여 최종 단조 변형이 균일하도록 합니다. 윤활을 강화하고 빌렛과 금형 사이의 마찰을 개선합니다. 온도 강하의 단조 과정에서 빌렛을 줄이기 위해 금형을 완전히 예열하십시오.
3, 균열
티타늄 합금 단조 표면 균열은 주로 최종 단조 온도가 티타늄 합금의 전체 재결정 온도보다 낮을 때 발생합니다. 금형 단조 공정에서는 티타늄 합금의 열전도율이 낮기 때문에 빌렛과 금형의 접촉 시간이 너무 길어 빌렛 표면이 허용 최종 단조 온도 이하로 냉각되어 표면 균열이 발생하기 쉽습니다. 단조 중. 크랙 발생을 억제하기 위해 프레스 단조 시에는 유리 윤활제를 사용할 수 있으며, 해머 단조 시에는 블랭크와 하부 금형의 접촉 시간을 짧게 하는 것이 좋습니다.
4, 잔류 주조 조직
티타늄 합금 잉곳의 단조, 단조 비율이 충분히 크지 않거나 단조 방법이 부적절할 경우 단조품은 주조 조직에 남게 됩니다. 이 결함에 대한 해결책은 단조 비율을 높이고 반복적인 업세팅을 사용하는 것입니다.
5, 밝은 스트립
밝은 스트립의 소위 티타늄 합금 단조품은 육안으로 볼 수 있는 밝기가 다른 스트립의 낮은 접힌 조직에 존재합니다. 조명 각도의 차이로 인해 밝은 스트립은 모재 금속보다 밝을 수도 있고 모재 금속보다 어두울 수도 있습니다. 단면에서는 점이나 조각 형태입니다. 종단면에서는 길이가 10밀리미터에서 수 미터에 이르는 길고 매끄러운 스트립입니다. 밝은 막대에는 두 가지 주요 이유가 있습니다. 하나는 티타늄 합금 편석의 화학적 조성이고, 두 번째는 단조 공정 열 효과의 변형입니다.
밝은 막대는 티타늄 합금의 성능, 특히 가소성 및 고온 성능에 일정한 영향을 미칩니다. 밝은 막대의 출현을 방지하기 위한 조치는 분리의 화학적 조성의 제련을 엄격하게 제어하는 ​​것입니다. 단조 열 사양(가열 온도, 변형 정도, 변형 속도 등)을 올바르게 선택하면 열 효과의 변형으로 인해 단조 부품의 온도가 모든 곳에서 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.
6, α 취화층
α 취성층은 주로 티타늄 합금으로 고온 산소와 질소가 느슨한 산화물 표피를 통해 금속 내부로 확산되어 표면 금속의 산소와 질소 함량이 증가하여 α상의 수가 증가합니다. 표면 조직. 표면 금속의 산소 및 질소 함량이 특정 값에 도달하면 표면 조직이 완전히 α 상으로 구성될 수 있습니다. 이러한 방식으로 티타늄 합금의 표면은 더 많은 α상 또는 완전히 α상을 갖는 표면층을 형성합니다. α상으로 구성된 이 표면층을 일반적으로 α취화층이라 부른다. 티타늄 합금 빌렛 표면의 α 취화층이 지나치게 두꺼워지면 단조 시 빌렛에 균열이 발생할 수 있습니다.
α취화층의 두께는 단조나 열처리에 사용되는 가열로의 종류, 로내 가스의 성질, 빌렛이나 부품의 가열온도, 유지시간과 밀접한 관련이 있다. 가열 온도가 증가함에 따라 유지 시간이 증가하여 두께가 증가합니다. 퍼니스 가스의 산소 및 질소 함량이 증가하고 농축됩니다. 따라서 이러한 취화층이 너무 두꺼워지는 것을 방지하기 위해서는 단조나 열처리의 가열온도, 유지시간, 노가스의 성질 등을 적절하게 조절해야 한다.
α, β 및 (α + β) 티타늄 합금은 α 취성층을 형성할 수 있습니다. 그러나 α 티타늄 합금은 α 취성층 형성에 특히 민감한 반면, β 티타늄 합금은 980°C 이상으로 가열될 때까지 α 취성층을 형성하지 않습니다.

7, 수소 취성
수소 취화에는 변형 시간 유형과 수소화물 유형의 두 가지 유형이 있습니다. 응력의 격자 간격에 있는 수소 원자는 일정 시간 확산이 간격의 응력 집중에 모인 후 발생합니다. 수소 원자와 전위의 상호 작용으로 인해 전위가 고정되어 자유롭게 이동할 수 없으므로 매트릭스가 부서지기 쉬운 현상을 변형 노화형 수소 취성이라고 합니다. 고온이 수소 고용체에 용해되어 온도가 낮아지면 수소화물 석출이 발생하고 티타늄 합금이 부서지기 쉬운 현상을 수소화물형 수소 취성이라고 합니다. 두 가지 유형의 수소 취성은 티타늄과 티타늄 합금에서 발생할 수 있습니다.
수소 취성 문제는 티타늄 합금의 과도한 수소 함량으로 인해 발생합니다. 따라서 산업용 티타늄 합금의 수소 함량은 0.015% 이내로 제어되어야 합니다.
수소 취성을 방지하거나 감소시키기 위해서는 단조나 열처리 시 로를 약산화성 분위기로 만들어야 하며, 진공 어닐링을 실시하여 규정을 초과하는 수소 함량을 갖는 티타늄 합금 및 중요한 티타늄 합금 부품의 수소 취성을 제거할 수 있습니다. .