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文檔簡介

1、鈦及鈦合金鍛造技術,2008-09-09,技術培訓,1。專題1。鈦及鈦合金熱加工技術基礎2。航空航天中常用的鈦合金及其鍛造技術。鈦合金鍛件常見缺陷及對策,2008-09-09,2。題目一1的主要內容。鈦元素和鈦資源概述2。鈦合金的生產工藝。鈦的基本特性。鈦的合金化原理。鈦合金的典型結構和分類。鍛造鈦合金的技術基礎。鈦合金的常用術語、2008-09-09,3,鈦元素的發(fā)現、2008-09-09,鈦元素和鈦資源2008-09-09,鈦和鈦資源概述,1,5,鈦在自然界中的賦存狀態(tài)、2008-09-09,鈦和鈦資源概述,1,地殼質量4,總儲量34億噸化學活性、不含鈦的簡單物質,主要是氧化物、金紅石、鈦

2、鐵礦,6,鈦資源2000鈦礦、海綿鈦、鈦合金錠、鍛造鈦合金、鑄造鈦合金、葉盤皮、葉殼皮、成品、3、1、2、大棒材、小棒材板、管材型材、半成品、8。海綿鈦四氯化鈦(TiCl4),海綿鈦,克羅爾:鎂還原,亨特:鈉還原,氯化,海綿鈦可分為0級,1級,2級和其他不同的等級根據不同的雜質含量。0級海綿鈦雜質含量最低。鈦合金的生產工藝,2,9,VAR,鈦錠,2,2008-09-09,2,用于飛機和發(fā)動機的鈦合金一般要熔化23次。(增加熔煉次數可使成分均勻化)、冷壁銅坩堝熔煉技術、冷爐床熔煉技術、熔煉、缺陷和鈦合金生產工藝,2、10、硬度降低,偏析區(qū)為等軸組織,且相增加。在鍛件的表面或截面上形成亮帶,通常單

3、件被丟棄。是指氧、氮、碳等間隙元素的富集區(qū),形成硬度大、危害大的化合物,也稱為硬偏析和偏析。一旦發(fā)現,整個爐報廢,鈦錠,2008-09-09,2,冶煉,缺陷,和鈦合金生產過程,2,由難熔金屬,如鎢和鉬帶來的配料和電極焊接,這是在冶煉過程中沒有熔化。它可以通過超聲波或渦流檢測來控制。鈦合金TC4 200X正常區(qū)Hv300缺陷區(qū)Hv493中的高密度夾雜物、偏析冶金缺陷、間隙元素偏析、低鋁和釩偏析,也稱為軟偏析、高鋁偏析、高間隙缺陷,以及由于更穩(wěn)定的元素鋁引起的偏析。它還能形成高硬度的亮條。報廢一塊。11,2008-09-09,鈦合金生產工藝,2,鑄錠開坯,3,12,2008-09-09,鈦合金生產

4、工藝,2,普通開坯設備,13,2008-09-09,鈦的基本特性,(2)導熱性差,只有鐵的1/6和鋁的1/15。(3)摩擦系數大。(4)低熱膨脹系數。(5)低彈性模量。(6)無磁性。鈦的基本特性,同分異構轉變,14,鈦合金,TiAl合金,超級合金,難熔金屬和金屬間化合物,鎂,鋁,單晶超級合金,溫度(c),200,700,1200,1700,2008-09-09,鈦的基本特性,3。鈦合金的基本特性,高比強度(對飛機和航空發(fā)動機特別重要),優(yōu)異的耐腐蝕性,以及寬的使用溫度范圍中性型,穩(wěn)定型,穩(wěn)定型,同構型,共析型,鋯鉿錫,鋁量規(guī)氧氮碳,鉬釩鈮鉭,鐵錳鉻鈷鎳銅硅氫,16,2008-09-09,鈦合金

5、化原理,4,完整的鈦鋁合金相圖,17,2000遠離鈦,化學性能有很大不同。包合反應,提高熱穩(wěn)定性,鋁:使用最廣泛,功能強大。降低熔點并提高轉變溫度。原子替代會增加網格變形,這在室溫和高溫下會增強。相當于鋼中碳的作用,提高熱穩(wěn)定性和焊接性。鎵鍺:一種稀有珍貴的元素,很少使用,其功能正在研究中。O N C:間隙元素,強度增加,塑性降低。脆性威脅,嚴格控制含量。,18,2008-09-09,鈦的合金化原理,4,鈦的主要合金元素,2,穩(wěn)定元素:降低轉變溫度和擴大相面積。固溶強化提高淬透性和熱處理強化效果。釩鉬:同晶元素,接近鈦,晶格類型與-鈦相同。Nb Ta與該相無限混溶,但僅限于該相。提高強度,保持

6、高塑性,無共析或包晶反應,鐵錳共析元素,強化效果明顯。鉻鈷在中性相中的溶解度有限,而鎳銅在中性相中的溶解度較大,發(fā)生共析反應,影響了顯微組織的穩(wěn)定性和蠕變性能。Si H關注H的雙重功能,19,2008-09-09,鈦的合金化原理,4,鈦的主要合金元素,3,中性元素:對轉變溫度沒有顯著影響。它在和中有很大的溶解度,固溶體得到增強。zrhf:相同族元素的ti能提高強度和熱強度,強化效果低于Al,但對塑性影響不大。錫鎂:主要的固溶強化相,也可視為穩(wěn)定元素。鈰鑭:稀土元素,提高高溫拉伸和熱穩(wěn)定性。研究熱點,20,2008-09-09,鈦合金典型顯微組織,5,4基本類型,等軸顯微組織,等軸初生相和相變顯

7、微組織分布均勻。兩相區(qū)中間的熱/變形。出色的強度、塑性和疲勞性能。混合組織轉變的基體上分布有少量等軸初生相。兩相區(qū)的上部被加熱/變形。綜合考慮強度、塑性、韌性、疲勞和蠕變,21,2008-09-09,鈦合金典型顯微組織有5種和4種基本類型,發(fā)育的片晶分布在網狀籃結構的原始晶粒中。晶界已被打破,沒有明顯的晶界。相區(qū)加熱/變形,兩相區(qū)變形。魏氏組織晶界完整,晶體中有發(fā)達的片晶。晶界是明顯的。加熱和變形在相區(qū)完成。出色的斷裂韌性和蠕變性能。22,2008-09-09,顯微組織對鈦合金性能的影響,注:無影響,性能提高,-性能降低鈦合金的顯微組織由相的大小(細小和粗大)和排列方式(層狀和等軸)來描述。鈦

8、合金的典型顯微組織,5,23,2008-09-09,鈦合金的分類,6,24,2008-09-09,鈦合金的性能差異,注:好的,好的,-差的,-差的鈦合金性能主要取決于兩相的排列,體積分數和它們各自的,鈦合金類型對性能的影響,鈦合金的分類,6,25,2008-09-09,鈦合金的鍛造基礎,7,鈦合金顯微組織與變形溫度和程度的關系,區(qū)域變形,區(qū)域變形,區(qū)域變形,26,2008-09-09,鈦合金的鍛造基礎,7,7,28,2008-09-09,鈦合金鍛造基礎,7,落料,車床切削,砂輪切削,適用于切削直徑小于60毫米的棒材,高切削電爐加熱(或微氧化氣氛下的火焰加熱)、爐底不銹鋼板和鈦合金加熱有兩個特點

9、:(1)鈦在低溫下導熱系數低。當采用表面加熱方法時,加熱時間相當長。(30),(2008-09-09),鈦合金鍛造基礎,(7)潤滑,在加熱和變形過程中能形成牢固連續(xù)的保護膜。它能防止氧化和氣體污染,具有良好的隔熱性能,使坯料從爐內轉移到模具中,減少變形過程中的能量損失。它可以容易地涂覆在坯件的表面上,而不與坯件和模具的表面發(fā)生化學相互作用,并且它便于機械化該過程并且容易地將其從鍛件的表面上去除。它能長時間保持潤滑性能。鈦合金模鍛潤滑劑的基本要求,潤滑劑的使用方法將坯料浸入懸浮液中,用刷子刷到坯料表面,然后用噴霧器噴到坯料表面,31,2008-09-09,鈦合金鍛造基礎,7,鍛造設備類型與應變率的關系,平均應變率/s-1,鍛造設備,10-4 10-2,10-2 1,鍛錘,32,2008-09-09,鈦合金鍛造基礎,7,變形控制,變形:鈦合金的臨界變形為212%,實際控制應在1520%以上;變形量為3

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