Perubahan struktural pada batang titanium TA1 selama pemrosesan ekstrusi panas

Penampilan batang titanium TA1 sangat mirip dengan baja, dengan kepadatan 4,51 g/cm3, kurang dari 60% baja, dan merupakan elemen logam dengan kepadatan terendah dalam logam tahan api. Sifat mekanik titanium, yang biasa dikenal dengan sifat mekanik dan kemurniannya, sangat relevan. Titanium dengan kemurnian tinggi memiliki kemampuan mesin yang sangat baik, perpanjangan, penyusutan bagian yang baik, tetapi kekuatan rendah, tidak cocok untuk bahan struktural. Titanium murni industri mengandung pengotor dalam jumlah sedang, dengan kekuatan dan plastisitas tinggi, cocok untuk produksi bahan struktural. Konduktivitas termal billet titanium dan paduan titanium rendah, dalam ekstrusi panas akan membuat lapisan permukaan dan lapisan dalam menghasilkan perbedaan suhu yang besar, ketika suhu silinder ekstrusi 400 derajat, perbedaan suhu bisa mencapai 200 ~ 250 derajat. Pada bagian penguatan hisap dan billet mempunyai perbedaan suhu yang besar dibawah pengaruh gabungan permukaan billet dan bagian tengah logam sehingga menghasilkan sifat kekuatan dan sifat plastis yang sangat berbeda, pada proses ekstrusi akan menyebabkan deformasi yang sangat tidak merata, pada lapisan permukaan dari tegangan tarik tambahan yang besar, menjadi ekstrusi permukaan produk hingga membentuk retakan dan retakan pada akar penyebabnya. Produk titanium dan paduan titanium proses ekstrusi panas dibandingkan paduan aluminium, paduan tembaga, dan bahkan proses ekstrusi baja lebih kompleks, hal ini ditentukan oleh sifat fisik dan kimia khusus dari paduan titanium dan titanium.

Selama ini proses ekstrusi batang titanium harus menggunakan pelumas. Alasan utamanya adalah: titanium pada suhu 980 derajat dan 1030 derajat, akan dibentuk dengan bahan cetakan paduan berbahan dasar besi atau nikel yang dapat dilebur secara eutektik, sehingga cetakannya kuat dipakai. Saat menggunakan pelumas grafit, garis goresan memanjang yang dalam dapat terbentuk pada permukaan produk, yang merupakan akibat dari menempelnya batang titanium dan batang paduan titanium pada pekerjaan pada cetakan. Ekstrusi profil dengan pelumas kaca menyebabkan cacat jenis baru "bopeng", yaitu retakan pada lapisan permukaan produk. Telah terbukti bahwa "bopeng" muncul karena rendahnya konduktivitas termal titanium dan paduan titanium, yang mengakibatkan pendinginan tajam pada lapisan permukaan billet dan penurunan plastisitas yang tajam.

Paduan titanium memiliki plastisitas tinggi berkekuatan rendah, berkekuatan sedang, dan berkekuatan tinggi, untuk 200 (kekuatan rendah) ~ 1300 (kekuatan tinggi) MPa, tetapi pada umumnya, paduan titanium dapat dianggap sebagai paduan berkekuatan tinggi. Mereka memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada paduan aluminium, yang dianggap berkekuatan sedang, dan dapat sepenuhnya menggantikan jenis baja tertentu dalam hal kekuatan. Dibandingkan dengan paduan aluminium, yang kehilangan kekuatannya dengan cepat pada suhu di atas 150 derajat, beberapa paduan titanium mempertahankan kekuatan yang baik pada suhu 600 derajat. Titanium logam padat karena bobotnya yang ringan, kekuatan yang lebih tinggi dari paduan aluminium, dapat dipertahankan pada suhu tinggi dibandingkan aluminium untuk kekuatan tinggi dan oleh industri penerbangan sangat penting. Mengingat kepadatan titanium untuk baja 57%, kekuatan spesifiknya (rasio kekuatan / berat atau rasio kekuatan / kepadatan disebut kekuatan spesifik) tinggi, korosi, oksidasi, ketahanan lelah yang kuat, paduan titanium, 3/4 digunakan untuk ruang angkasa paduan struktural sebagai perwakilan bahan struktural, 1/4 terutama digunakan sebagai paduan tahan korosi. Paduan titanium memiliki kekuatan tinggi dan kepadatan kecil, sifat mekanik yang baik, ketangguhan dan ketahanan korosi yang sangat baik. Selain itu, kinerja proses paduan titanium buruk, kesulitan pemotongan dan pemrosesan, dalam pemrosesan termal, sangat mudah menyerap kotoran seperti hidrogen, oksigen, nitrogen dan karbon. Ketahanan abrasi juga buruk, proses produksinya rumit. Produksi industri titanium dimulai pada tahun 1948. Kebutuhan pengembangan industri penerbangan, sehingga industri titanium memiliki tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata sekitar 8% pembangunan. Saat ini, produksi tahunan bahan pemrosesan paduan titanium di dunia telah mencapai lebih dari 40,{21}} ton paduan titanium dengan kadar hampir 30 jenis. Paduan titanium yang paling banyak digunakan adalah Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) dan titanium murni industri (TA1, TA2 dan TA3).