Cacat penempaan paduan titanium dan pencegahannya

Ketika paduan titanium menempa, karena spesifikasi proses yang tidak tepat, kontrol kualitas bahan baku tidak ketat dan alasan lainnya, penempaan mungkin memiliki berbagai cacat. Cacat umum adalah sebagai berikut:
1, kerapuhan
Penggetasan β disebabkan oleh panas berlebih pada tempa. paduan titanium α dan (α + β), terutama paduan titanium (α + β), jika suhu pemanasan penempaan terlalu tinggi, melebihi suhu transisi β, mengakibatkan penempaan waktu yang rendah organisasi butirnya besar, isometrik ; struktur mikro presipitasi fase α sepanjang batas butir butiran β asli yang kasar dan intrakristalinnya lurik. Akibatnya plastisitas tempa pada suhu kamar berkurang, fenomena ini disebut embrittlement β.
Cacat panas berlebih pada tempa paduan titanium tidak dapat diperbaiki dengan perlakuan panas, tetapi harus diperbaiki dengan pemanasan ulang hingga di bawah suhu transisi β (jika penempaan memungkinkan) untuk deformasi plastis.
Untuk mencegah terjadinya panas berlebih, pemanasan paduan titanium, suhu tungku harus dikontrol secara ketat, penentuan suhu secara teratur pada area ruang tungku yang memenuhi syarat, pengaturan posisi pengisian yang wajar dan jumlah pengisian tidak dapat dilakukan. sebagian besar. Ketika pemanasan resistansi digunakan, ruang tungku harus dipasang di kedua sisi penyekat, untuk menghindari panas berlebih yang disebabkan oleh billet terlalu dekat dengan batang silikon karbida. Mendeteksi suhu transisi β aktual dari setiap paduan tungku juga merupakan tindakan efektif untuk mencegah panas berlebih.

2, kristal kasar terlokalisasi
Dalam penempaan palu atau cetakan tekan, karena konduktivitas termal yang buruk dari paduan titanium, permukaan billet dan suhu proses kontak cetakan berkurang banyak, ditambah dengan permukaan billet dan gesekan cetakan antara cetakan atas dan bawah, bagian tengah billet bagian dari billet mengalami deformasi yang kuat, permukaan deformasi derajatnya kecil, sehingga bahan baku organisasi dipertahankan, pembentukan kristal kasar lokal baru.
Untuk menghindari cacat kristal kasar lokal paduan titanium, langkah-langkah berikut dapat diambil: penggunaan proses pra-penempaan, sehingga keseragaman deformasi penempaan akhir; memperkuat pelumasan, meningkatkan gesekan antara billet dan cetakan; panaskan sepenuhnya cetakan untuk mengurangi billet dalam proses penempaan penurunan suhu.
3, Retak
Retakan permukaan penempaan paduan titanium terutama terjadi ketika suhu penempaan akhir lebih rendah dari suhu rekristalisasi penuh paduan titanium. Dalam proses penempaan cetakan, waktu kontak billet dan cetakan terlalu lama, karena konduktivitas termal paduan titanium yang buruk, permukaan billet mudah didinginkan di bawah suhu penempaan akhir yang diizinkan, yang juga akan menyebabkan retakan permukaan. dalam penempaan. Untuk mengendalikan terjadinya keretakan, pada saat penempaan cetakan pada mesin press dapat digunakan pelumas kaca, atau pada saat penempaan dengan palu, usahakan untuk mempersingkat waktu kontak antara blanko dan cetakan bawah.
4, organisasi pengecoran sisa
Penempaan ingot paduan titanium, jika rasio penempaan tidak cukup besar atau metode penempaan tidak tepat, penempaan akan diserahkan kepada organisasi pengecoran. Solusi terhadap cacat ini adalah dengan meningkatkan rasio tempa dan penggunaan upsetting yang berulang-ulang.
5, garis terang
Apa yang disebut paduan titanium yang ditempa dalam strip terang, hadir dalam organisasi strip lipatan rendah dengan kecerahan berbeda yang terlihat dengan pita mata telanjang. Karena perbedaan sudut iluminasi, strip terang bisa lebih terang dari logam dasar, juga bisa lebih gelap dari logam dasar. Pada penampangnya berbentuk titik-titik atau serpihan; pada bagian memanjang berupa strip halus panjang dengan panjang berkisar antara lebih dari sepuluh milimeter hingga beberapa meter. Ada dua alasan utama munculnya batang terang: satu adalah komposisi kimia segregasi paduan titanium, dan yang kedua adalah deformasi efek termal proses penempaan.
Batangan terang mempunyai pengaruh tertentu terhadap kinerja paduan titanium, terutama pada plastisitas dan kinerja suhu tinggi. Langkah-langkah untuk mencegah munculnya batangan terang adalah dengan mengontrol secara ketat peleburan komposisi kimia segregasi; pilihan yang tepat dari spesifikasi termal penempaan (suhu pemanasan, derajat deformasi, kecepatan deformasi, dll.), untuk menghindari suhu potongan tempa di mana-mana karena deformasi efek termal dari perbedaan yang terlalu besar.
6, lapisan penggetasan α
Lapisan penggetasan α terutama merupakan paduan titanium pada suhu tinggi oksigen dan nitrogen melalui kulit oksida lepas, ke difusi internal logam, sehingga kandungan oksigen dan nitrogen pada permukaan logam meningkat, sehingga meningkatkan jumlah fase α dalam organisasi permukaan. Ketika kandungan oksigen dan nitrogen pada permukaan logam mencapai nilai tertentu, organisasi permukaan mungkin seluruhnya terdiri dari fase α. Dengan cara ini, permukaan paduan titanium membentuk lapisan permukaan dengan fase α atau seluruhnya lebih banyak. Lapisan permukaan yang tersusun dari fasa α ini biasa disebut lapisan penggetasan α. Lapisan penggetasan α yang terlalu tebal pada permukaan billet paduan titanium dapat menyebabkan retaknya billet selama penempaan.
Ketebalan lapisan penggetasan α berkaitan erat dengan jenis tungku pemanas yang digunakan untuk penempaan atau perlakuan panas, sifat gas dalam tungku, suhu pemanasan billet atau bagian, dan waktu penahanan. Dengan meningkatnya suhu pemanasan, waktu penahanan meningkatkan ketebalan; dengan peningkatan kandungan oksigen dan nitrogen dalam gas tungku dan pengentalan. Oleh karena itu, untuk menghindari lapisan penggetasan yang terlalu tebal, penempaan atau perlakuan panas terhadap suhu pemanasan, waktu penahanan dan sifat gas tungku, dll., harus dikontrol dengan baik.
Paduan titanium α, β dan (α + β) dapat membentuk lapisan penggetasan α. Namun, paduan titanium α sangat sensitif terhadap pembentukan lapisan penggetasan α, sedangkan paduan titanium β tidak akan membentuk lapisan penggetasan α sampai dipanaskan hingga di atas 980°C.

7, penggetasan hidrogen
Ada dua jenis penggetasan hidrogen: tipe waktu regangan dan tipe hidrida. Atom hidrogen dalam celah kisi mengalami tegangan, setelah jangka waktu tertentu difusi berkumpul hingga konsentrasi tegangan celah tersebut. Akibat adanya interaksi atom hidrogen dan dislokasi sehingga dislokasi terjepit, tidak dapat bergerak bebas, sehingga membuat fenomena getas matriks ini disebut dengan strain-aginging type hydrogen embrittlement. Suhu tinggi dilarutkan ke dalam larutan hidrogen padat, dengan penurunan suhu dalam bentuk presipitasi hidrida, dan membuat paduan titanium menjadi fenomena rapuh yang disebut penggetasan hidrogen tipe hidrida. Kedua jenis penggetasan hidrogen dapat terjadi pada titanium dan paduan titanium.
Masalah penggetasan hidrogen disebabkan oleh kandungan hidrogen yang berlebihan pada paduan titanium. Oleh karena itu, kandungan hidrogen pada paduan titanium industri harus dikontrol dalam 00,015%.
Untuk mencegah atau mengurangi penggetasan hidrogen, tungku harus dibuat sedikit atmosfer teroksidasi selama penempaan atau perlakuan panas, dan anil vakum dapat dilakukan untuk menghilangkan penggetasan hidrogen untuk paduan titanium dengan kandungan hidrogen melebihi peraturan serta bagian penting paduan titanium. .