Analisis Suhu Rolling Terhadap Struktur Mikro Dan Sifat Tempa Titanium

Kualitas daritempa titanium secara langsung menentukan keandalan layanan mereka. Sebagai parameter proses inti dalam proses pengerjaan panas, temperatur rolling sangat mempengaruhi sifat mekanik akhir produk dengan mengatur perilaku transformasi fasa dan evolusi mikrostruktur di dalam tempa.

 

 

Struktur kristal paduan titanium berubah seiring suhu, dengan titik kritis transformasi / fase (885~900 derajat untuk titanium murni komersial dan 980~1010 derajat untuk paduan Gr5). Berdasarkan hal ini, rolling dibagi menjadi tiga kategori: zona fase, zona + fase, dan zona kritis, dengan perbedaan signifikan dalam evolusi dan sifat mikrostruktur.

 

β Phase Zone Rolling (>Titik Transformasi Fase)

Billet terdiri dari fase-body centered cube (BCC), yang memiliki ketahanan deformasi rendah dan plastisitas yang baik, sehingga cocok untuk-pemrosesan deformasi besar. Ingot dapat mengalami deformasi besar 70%~80% untuk memecah butiran kasar dan membentuk struktur berserat yang seragam. Namun, martensit acicular rentan terbentuk setelah pendinginan, menyebabkan ketidakseimbangan antara kekuatan, plastisitas, dan ketangguhan, sehingga memerlukan optimalisasi perlakuan panas selanjutnya.

 

+ Fase Zona Bergulir (< Phase Transformation Point)

Ini adalah interval penggulungan inti untuk penempaan akhir, sebagian besar dikontrol pada 30~50 derajat di bawah titik transformasi fasa (misalnya, 950~800 derajat untuk penempaan cetakan Gr5). Materi terdiri dari fase ganda yaitu fase heksagonal close-packed (HCP) dan fase BCC. Deformasi disertai dengan fragmentasi butiran dan penghalusan/spheroidisasi fase, memungkinkan pembentukan struktur ideal fase sama sumbu + fase transformasi -lamelar, yang menyeimbangkan kekuatan dan plastisitas.

 

Pengguliran Zona Kritis (Titik Transformasi Dekat Fase)

Strukturnya tercampur dan tidak rata, sehingga sifat tempanya-rentan-berfluktuasi. Tidak disarankan tanpa persyaratan khusus.

 

 

 

 

Zona Fase Bergulir

Martensit acicular terbentuk setelah pendinginan, menghasilkan kekuatan tinggi namun plastisitas dan ketangguhan rendah. Deformasi yang tidak mencukupi cenderung mempertahankan batas butir asli dan menghasilkan fase batas butir yang kontinu, mengurangi ketangguhan, menyebabkan konsentrasi tegangan, dan mempengaruhi keselamatan layanan.

 

+ Fase Zona Bergulir

Ini adalah pilihan optimal untuk menyeimbangkan kekuatan dan plastisitas. Kontrol suhu yang wajar dapat menghaluskan butiran dan mengoptimalkan komposisi fase untuk meningkatkan sifat.

 

Keseragaman Properti

Tempa-berukuran besar rentan terhadap perbedaan struktur/properti-inti permukaan karena gradien suhu. Mengoptimalkan sistem suhu (misalnya, penggulungan multi-lintasan) dapat meningkatkan hal ini.

 

 

-Jenis dan Dekat- -Jenis Paduan Titanium

Pemecahan ingot memerlukan suhu zona fase yang relatif tinggi (1180~900 derajat ) untuk mengurangi ketahanan deformasi dan meningkatkan produktivitas. Preforming dan die forging perlu dikurangi menjadi zona fase + untuk memastikan sifat mikrostruktur yang baik. Paduan ini sangat sensitif terhadap suhu penggulungan; suhu yang terlalu tinggi dengan mudah menyebabkan pertumbuhan butiran, sedangkan suhu yang terlalu rendah meningkatkan ketahanan terhadap deformasi dan rentan terhadap retak.

 

+ -Jenis Paduan Titanium (misal, Gr5)

Sebagai jenis yang paling banyak digunakan, mereka memiliki kisaran suhu penggulungan yang luas, tetapi penempaan yang sudah jadi harus dikontrol secara ketat di zona fase +. Mengambil Gr5 sebagai contoh, suhu pemecahan ingot adalah 1200~850 derajat (zona fase), suhu pembentukan awal adalah 1000~800 derajat (+ zona fase dekat titik transformasi fase), dan suhu penempaan cetakan adalah 950~800 derajat (khas + zona fase). Melalui kontrol suhu multi-tahap, efisiensi pemrosesan dan kinerja produk menjadi seimbang.

 

Dekat- -Jenis Paduan Titanium

Paduan ini memiliki suhu transformasi fasa yang rendah dan dapat digulung pada rentang suhu yang luas, namun suhu yang terlalu tinggi yang menyebabkan pertumbuhan butiran yang berlebihan harus dihindari. Mereka biasanya digulung dalam zona fase + untuk mendapatkan struktur yang menyeimbangkan kekuatan dan ketangguhan.

 

 

Lokalisasi Suhu Transformasi Fase yang Akurat

Tentukan titik transformasi /fasa paduan tertentu melalui eksperimen ekspansi termal atau analisis metalografi untuk membagi zona fase dan zona fase +, menghindari cacat mikrostruktur yang disebabkan oleh kesalahan penilaian interval.

 

Pilih Interval Bergulir sesuai Kebutuhan

Prioritaskan-deformasi besar yang bergulir di zona fase untuk kerusakan ingot guna memperbaiki struktur aslinya, dan prioritaskan zona fase + untuk proses tempa yang sudah selesai guna menyeimbangkan kekuatan dan plastisitas. Untuk penempaan yang memerlukan ketangguhan tinggi, suhu penggulungan di zona fase + dapat dikurangi secara tepat untuk menghaluskan butiran.

 

Mengoptimalkan Kontrol Gradien Suhu

Gunakan "penggulungan cepat-suhu rendah" atau "penggulungan multi-lintasan" untuk tempa-berukuran besar guna mengurangi perbedaan suhu-inti permukaan dan meningkatkan keseragaman properti.

 

Bersinergi dengan Perlakuan Panas Selanjutnya

Anneal setelah penggulungan zona fase untuk menyempurnakan struktur berbentuk jarum, dan melakukan penuaan larutan setelah penggulungan zona fase + untuk lebih meningkatkan kekuatan.