Tehnologija obrade legure titana TC22: rezanje, oblikovanje i termička obrada
Oct 23, 2024
TC22 je legura titanijuma visoke{1}}vrste iz porodice alfa-beta, označena u okviru kineskog sistema označavanja titanijuma opisanog u GB/T 3620.1. Legure u ovoj klasi odabrane su za strukturne dijelove koji moraju podnijeti veliko statičko opterećenje, a istovremeno su otporni na koroziju u pomorskoj i kemijskoj upotrebi. Kompromis-je u tome što ista svojstva koja čine leguru privlačnom, visoka čvrstoća i niska toplotna provodljivost, također otežavaju rezanje, oblikovanje i zavarivanje bez pucanja.
Karakteristike materijala koje pokreću proces
Legure titana u ovoj klasi su otprilike 40 posto lakše od čelika pri uporedivoj čvrstoći, a njihova toplinska provodljivost je red veličine ispod aluminija, tako da toplina nastala rezanjem ostaje na rubu alata. Alfa-beta mikrostruktura također radi-očvršćava, što znači da tupa ivica ili zadržavanje u rezu brzo stvara očvrsnuti površinski sloj koji uništava sljedeći prolaz. Duktilnost na sobnoj temperaturi je umjerena, tako da debeli profili tolerišu manje naprezanje prilikom formiranja od komercijalno čistih vrsta.
Opcije rezanja i bliješenja
| Proces | Najprikladnije za | Bilješke |
|---|---|---|
| Abrazivni vodeni mlaz | Ploča do debelih rezova, složenih obrisa | Nema zone{0}}pod utjecajem topline, dobro za skoro{1}}neto prazne dijelove |
| Plazma rezanje | Teška ploča, grubih oblika | Brzo, ali rezanu ivicu treba obraditi ili brusiti |
| Šišanje i piljenje | Šipka, traka, regularni dijelovi | Zahtijeva čvrsto stezanje i oštar, namjenski alat |
| Lasersko rezanje | Tanak list | Potpomognuti plin i oksidacija rubova moraju se kontrolisati |
Rezanje vodenim mlazom je obično poželjna ruta za šišanje za debele ploče jer ne ostavlja termički oštećen sloj i zadržava toleranciju na složenim obrisima. Plazma rezanje je brže za teške ploče, ali ostavlja prerađeni sloj i zonu{1}}zahvaćenu toplinom koja se mora ukloniti prije zavarivanja ili servisiranja zamora.
Parametri obrade i alati
Alat od tvrdog metala sa oštrom, pozitivnom geometrijom je standard, a brzine rezanja obično su u rasponu od 25 do 50 m/min za tokarenje i glodanje, sa izdašnim posmakom po zubu kako bi se ivica zadržala radije nego da se trlja. Brzorezni čelik koji sadrži kobalt-rezervisan je za slavine, razvrtače i druge prekinute operacije. Rashladna tečnost treba da se isporučuje velikom zapreminom i pritiskom u zonu rezanja, a glodanje uz uspon smanjuje trljanje na gotovu površinu. Duboke rupe zahtijevaju cikluse peckanja, jer je evakuacija strugotine loša i nabijeni čip će raditi-očvrsnuti zid rupe.
Vruće oblikovanje i toplinska obrada
Vruća obrada se izvodi ispod beta transus legure tako da se obrađena alfa{0}}beta struktura zadrži, a temperature završnog kovanja se održavaju dovoljno niske da se izbjegne rast zrna. Nakon formiranja, rasterećenje naprezanja u rasponu od 500 do 600 C uklanja zaostala naprezanja bez promjene mikrostrukture, a tretman otopinom praćen starenjem koristi se tamo gdje je potrebna veća čvrstoća. Titanijum upija kiseonik i azot kada se zagrije na vazduhu iznad otprilike 600 C, tako da se atmosfera u peći kontroliše i površinski sloj-obogaćen kiseonikom se uklanja kiseljenjem nakon termičke obrade.
Standardi, tolerancije i inspekcija
Šipke od legure titanijuma se naručuju prema GB/T 2965, sa hemijom pod GB/T 3620.1, dok međunarodni ekvivalenti prate ASTM B348 za šipku i gredicu i ASTM B265 za lim i ploču. Izvodljiva specifikacija kupovine navodi oblik proizvoda, stanje termičke obrade, zahtjeve mehaničkih svojstava, dozvoljenu alfa dubinu kućišta, klasu ultrazvučne inspekcije i toleranciju dimenzija, jer goli naziv legure ne popravlja ništa od toga. Gotove dijelove treba provjeriti na površinsku kontaminaciju, tvrdoću i, za kritične dijelove, ultrazvučnim ili penetrantnim metodama.
Često postavljana pitanja
Q:Koja je vrsta legure TC22?
O: Pripada alfa-beta familiji titanijuma, označenoj prema GB/T 3620.1 sistemu, i koristi se za konstrukcijske dijelove visoke{2}}kosti u vazduhoplovstvu i pomorstvu.
Q:Koji proces rezanja najbolje odgovara TC22 ploči?
O: Abrazivno rezanje vodenim mlazom se općenito preferira za debele ploče i složene obrise jer izbjegava zonu{0}}zahvaćenu toplinom; plazma rezanje je brže, ali ostavlja rub koji se mora obraditi.
Q:Zašto se legura titanijuma obrađuje pri maloj brzini?
O: Niska toplotna provodljivost zadržava toplinu na rubu rezanja dok se materijal radi-stvrdnjava, tako da je uobičajena praksa brzine rezanja od oko 25 do 50 m/min sa velikim posmakom, oštrim karbidom i jakim protokom rashladne tekućine.
Q:Kako se oslobađa stres nakon formiranja?
O: Kontrolisana toplotna obrada u području od 500 do 600 C u čistoj, kontrolisanoj atmosferi oslobađa zaostalo naprezanje uz očuvanje obrađene mikrostrukture.
Q:Koji se standardi primjenjuju na TC22 šipku?
O: GB/T 2965 za šipke od legure titanijuma sa hemijom kontrolisanom prema GB/T 3620.1 i ASTM B348 kao uporediva međunarodna specifikacija za šipke i gredice.
Q:Koji površinski nedostatak treba ukloniti nakon vruće obrade?
O: Alfa kućište{0}}obogaćeno kiseonikom, koje je tvrdo i krto; uklanja se kiselinom ili mašinskom obradom prije nego što dio uđe u rad na zamor.
