Mudanças estruturais das hastes de liga de titânio durante a extrusão a quente

As propriedades mecânicas do titânio, comumente conhecidas como propriedades mecânicas, estão intimamente relacionadas à pureza. O titânio de alta pureza tem excelente usinabilidade, bom alongamento e encolhimento, mas baixa resistência e não é adequado para materiais estruturais. O titânio puro industrial contém impurezas apropriadas, tem alta resistência e plasticidade e é adequado para a fabricação de materiais estruturais. A condutividade térmica do titânio e dos blanks de liga de titânio é baixa, o que causará uma grande diferença de temperatura entre a camada superficial e a camada interna durante a extrusão a quente. Quando a temperatura do barril de extrusão é de 400 graus, a diferença de temperatura pode chegar a 200 ~ 250 graus. Sob a influência combinada de reforço de sucção e grande diferença de temperatura da seção da peça bruta, o metal na superfície e no centro da peça bruta produzem resistência e propriedades plásticas muito diferentes, o que causará deformação muito desigual durante o processo de extrusão. Ele produz grande tensão adicional de tração, que se torna a fonte de rachaduras e rachaduras na superfície dos produtos extrudados. O processo de extrusão a quente de titânio e produtos de liga de titânio é mais complicado do que o de liga de alumínio, liga de cobre e até mesmo aço, que é determinado pelas propriedades físicas e químicas especiais do titânio e da liga de titânio.

Até agora, os lubrificantes devem ser usados ​​no processo de extrusão de barras de titânio. A principal razão é que o titânio formará um eutético fusível com materiais de molde de liga à base de ferro ou de níquel em temperaturas de 980 graus e 1030 graus, causando assim um forte desgaste do molde. Ao usar lubrificante de grafite, arranhões longitudinais profundos podem ser formados na superfície do produto, que é o resultado do trabalho do usinagem de titânio haste e haste de liga de titânio aderindo ao molde. Ao extrudar o perfil com lubrificante de vidro, ocorrerá um novo tipo de “corrosão” de defeito, ou seja, uma rachadura na camada superficial do produto. Estudos têm mostrado que o aparecimento de "marcadores" se deve à baixa condutividade térmica do titânio e das ligas de titânio, que faz com que a camada superficial do tarugo resfrie violentamente e a plasticidade caia bruscamente.

As ligas de titânio são classificadas como baixa resistência, alta plasticidade, resistência média e alta resistência, e variam de 200 (baixa resistência) a 1300 (alta resistência) MPa, mas geralmente as ligas de titânio podem ser consideradas ligas de alta resistência . Eles são mais fortes do que as ligas de alumínio, que são consideradas de resistência média, e podem substituir completamente certos tipos de aço em resistência. Em comparação com o rápido declínio na resistência das ligas de alumínio a temperaturas acima de 150 ° C, algumas ligas de titânio ainda podem manter uma boa resistência a 600 ° C. O titânio de metal compacto é altamente valorizado pela indústria de aviação devido ao seu peso leve e resistência superior. ligas de alumínio, que podem manter uma resistência maior do que o alumínio em altas temperaturas. Dado que a densidade do titânio é 57% do aço, sua resistência específica (relação resistência / peso ou relação resistência / densidade é chamada de resistência específica) é alta e sua resistência à corrosão, resistência à oxidação e resistência à fadiga são fortes. 3/4 de liga de titânio são usados ​​como materiais estruturais representados por ligas estruturais de aviação são usados ​​principalmente como ligas resistentes à corrosão. A liga de titânio tem alta resistência e baixa densidade, boas propriedades mecânicas, boa tenacidade e resistência à corrosão. Além disso, as ligas de titânio têm baixo desempenho de processo e são difíceis de cortar. No trabalho a quente, é muito fácil absorver impurezas como hidrogênio, oxinitreto e carbono. Também existe uma fraca resistência à abrasão e um processo de produção complicado. A produção industrial de titânio teve início em 1948. A necessidade de desenvolvimento da indústria da aviação permitiu que a indústria do titânio crescesse a uma taxa média de crescimento anual de cerca de 8%. Atualmente, a produção anual mundial de materiais processados ​​de liga de titânio atingiu mais de 40,000 toneladas, quase 30 tipos de ligas de titânio. As ligas de titânio mais amplamente utilizadas são Ti-6Al-4V (TC4) 'Ti-5Al-2.5Sn (TA7) e titânio puro industrial (TA1, TA2 e TA3).

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