1. Titaani alfa- ja beetafaasid
Puhas titaan koosneb kahest kristallstruktuurist: alfafaas, mis on kuusnurkselt tihedalt{0}}pakitud ja toatemperatuuril stabiilne, ja beetafaas, mis on keha-keskne kuup ja kõrgel temperatuuril stabiilne. Legeerelemendid nihutavad kahe faasi stabiilsust: alumiinium stabiliseerib alfat, samas kui vanaadium, molübdeen ja raud stabiliseerivad beetat. Temperatuuri, mille juures sulam muutub täielikult beetaks, nimetatakse beetatransuseks ja see on peaaegu kogu titaani töötlemise võrdluspunkt.
2. Beta Transuse mõõtmine
Beeta-transus määratakse eksperimentaalselt, kuumutades{0}}väikesi proove erinevatel temperatuuridel, kustutades need ja uurides mikrostruktuuri, et leida temperatuur, mille juures alfat ei jää. Dilatomeetria ja diferentsiaaltermoanalüüs annavad sama informatsiooni, tuvastades faasimuutuse. Mõõdetud transust kasutatakse sepistamise ja kuumtöötluse akende seadistamiseks ning see registreeritakse iga kuumuse kohta, kuna see varieerub sõltuvalt koostisest veidi.
3. Kuumtöötlusaknad
Lahuse töötlemine transuse kohal või all tekitab erinevaid mikrostruktuure. Transuse kohal olev töötlemine annab pärast jahutamist täielikult muundatud struktuuri, samas kui töötlemine selle all säilitab osa primaarsest alfast. Vananemine sadestab üleküllastunud beetast peene alfa ja suurendab tugevust. Temperatuurid, ajad ja jahutusmeetodid valitakse spetsifikatsioonidest ning ahju juhitakse ja kalibreeritakse nii, et see hoiaks ühtlaselt nõutavat temperatuuri.
4. Jahutuskiiruse mõju
Jahutuskiirus on lõpliku struktuuri tugevaim hoob. Aeglane ahjujahutus tekitab jämedaid lamellstruktuure, millel on hea roomekindlus, kuid väiksem elastsus. Õhkjahutus annab peenemad lamell- või Widmanstätteni struktuurid, samal ajal kui vesikarastamine annab martensiitse alfa-prime, kõva peene struktuuri, mida hiljem vanandatakse. Õige jahutusmeetod valitakse vastavalt nõutavale tugevuse, sitkuse ja roomevõime tasakaalule.
5. Termomehaaniline töötlemine
Struktuuri kontrollib ka sepistamise ja valtsimise temperatuur transuse suhtes. Transuse kohal olev beeta-sepis lõhub valatud struktuuri ja annab suure roomamiskindluse, samas kui alfa-beeta-sepistus transuse all loob bimodaalse struktuuri, millel on ühtlane alfa ja hea väsimustugevus. Deformatsiooni ja ümberkristallimise järjestus on kavandatud nii, et valmis komponendil on selle rakenduse jaoks ettenähtud struktuur.
6. Protsessi juhtimine ja kontrollimine
Täpne juhtimine nõuab ahju temperatuuri täpset mõõtmist, ühtlast kuumutamist ja detailide temperatuuri registreerimist töötlemise ajal. Pärast kuumtöötlemist uuritakse proove metallograafiliselt ja teostatakse mehaanilised testid, et kinnitada, et sihtstruktuur ja -omadused on saavutatud. Kontrollitud töötlemise ja kontrollimise testimise kombinatsioon muudab faasisiirde pigem usaldusväärseks tootmisvahendiks kui laboratoorseks uudishimulikuks.
Beeta-transus on kogu titaani töötlemise võrdluspunkt.
Jahutuskiirus kontrollib tugevuse ja elastsuse tasakaalu.
Beeta- ja alfa{0}}beeta-sepistamine annavad erinevaid mikrostruktuure.
Korduma kippuvad küsimused
K: Mis on Ti-6Al-4V beetatransus?
Tavaliselt on see umbes 995 kraadi, kuigi täpne väärtus sõltub soojuse koostisest ja seda mõõdetakse iga partii kohta.
K: Miks on jahutuskiirus nii oluline?
Erinevad jahutuskiirused tekitavad väga erinevaid mikrostruktuure, alates jämedast lamellsest kuni peene martensiidini, mis kontrollivad tugevust ja sitkust.
K: Mis on alfa prime?
Alfa-prime on martensiitne faas, mis moodustub titaani kustutamisel transuse kohalt ja seda vanandatakse hiljem tugevuse arendamiseks.
K: Kuidas beetatransust mõõdetakse?
Proove kuumtöötlemisel- tõusvatel temperatuuridel, kustutades neid ja uurides mikrostruktuuri, et leida, kuhu viimane alfa kaob.
K: Mis on beeta sepistamine?
Beeta-sepistamine on beetatransuse kohal teostatav deformatsioon, mis täpsustab valatud struktuuri ja parandab roomamiskindlust.
