Í geimferðum, lækningatækjum, háþróaðri-búnaðarframleiðslu og á öðrum sviðum hefur títaníumblendi orðið ómissandi lykilefni vegna framúrskarandi styrkleika, tæringarþols og léttra eiginleika. Framúrskarandi árangur títan málmblöndur er óaðskiljanlegur frá nákvæmri hitameðhöndlunarferlisreglugerð og flóknum burðarbreytingum sem eiga sér stað meðan á ferlinu stendur. Í dag munum við kafa ofan í kjarnaþekkingu á hitameðhöndlun títanblendis og umbreytingu vefja og afhjúpa tæknilega kóðann á bak við þennan „geimmálm“.
Vélræn umbreytingarlögmál í hitameðferð á títan málmblöndur
Kjarni hitameðferðar er að leiðbeina skipulegri umbreytingu á innri uppbyggingu títan álfelgur með því að stjórna hitastigi og kælihraða. Frá upphitun til kælingar til öldrunar, uppbygging títan málmblöndur gengst undir röð flókinna breytinga sem ákvarða beint endanlega eiginleika efnisins.
1. Upphitunarferli: „Tríóið“ bata, endurkristöllunar og fasaskipta
Þegar þær eru hitaðar verða títan málmblöndur venjulega umbreytingar á kristalformi (skipti milli fasa og fasa) á sama tíma, og ef það er kalt -vansköpuð títan málmblöndur, mun það einnig gangast undir endurheimt og endurkristöllunarferli, sem saman móta örbygginguna eftir hitun.
(1) Endurreisn og endurkristöllun: gera við vansköpuð uppbyggingu og hámarka kornbygginguna
Eftir kalda vinnslu hefur títan álfelgur mikinn fjölda galla af völdum aflögunar (eins og tilfærslu og tómarúms), og eftir hitun að ákveðnu hitastigi mun "bata" fyrst eiga sér stað: við 450 ~ 640 gráður (batahitastigið er lægra en endurkristöllunarhitastigið), er hluti af innri streitu útrýmt með hægfara hreyfingu á lausu efninu, en óhreinn lögun efnisins er áfram ólöguð og losun.
Þegar hitastigið heldur áfram að hækka byrjar "endurkristöllun" að eiga sér stað: ný ó-bjögun-laus jafnás korn birtast smám saman í vansköpuðu byggingunni og þessi nýju korn munu smám saman koma í stað vansköpuðu kornanna, draga að lokum úr hörku efnisins og endurheimta mýkt þess. Endurkristöllunareiginleikar mismunandi tegunda títan málmblöndur eru augljóslega mismunandi:
• títan ál: takmörkuð köld aflögunargeta, erfitt að betrumbæta korn með aflögun og endurkristöllun;
• títan álfelgur: sterk köld aflögunargeta, sem getur náð ákveðnu stigi kornafágunar með aflögun og endurkristöllun;
• tvíhliða títan álfelgur: Með hjálp aflögunar og endurkristöllunar getur það ekki aðeins betrumbætt uppbyggingu, heldur einnig bætt mýkt.
(2) fasaskipti yfir í fasa: "hitaskipti" af kristalformi
Þegar hitunarhitastigið fer yfir → fasabreytingarpunkt, hefja títan málmblöndur kristalskipti frá fasa til fasa. Með því að taka hreint títan sem dæmi er fasaskiptahitastig þess um 875±5 gráður. Þess má geta að staðsetningarsamband Burgers helst óbreytt í gegnum ↔ fasaskiptin, sem gefur mikilvægan grunn fyrir stillanlega uppbyggingu títan málmblöndur.
2. Kælingarferli: Hraði ræður vefjum og vefur ræður frammistöðu
Kælihraði er lykilatriði sem hefur áhrif á endanlega uppbyggingu títan málmblöndur og við mismunandi kælihraða munu títan málmblöndur mynda gjörólíka formgerð örbyggingar, sem aftur sýnir verulega mismunandi eiginleika.
(1) Hæg kæling: skipuleg umskipti, myndar stöðugan áfanga
Þegar títan málmblöndun kólnar hægt og rólega frá einfasa svæðinu yfir í tveggja-fasa svæðið breytist fasinn smám saman í fasa og þeir tveir fylgja nákvæmlega Burgers stefnusambandinu: (110) //(0001) ; [111] //[11₂0] . Uppbyggingin sem myndast við þessi skipulegu umskipti er mjög stöðug, sem er hentugur fyrir aðstæður með miklar kröfur um efnisstöðugleika.
(2) Hröð kæling: framkalla metstable fasa til að ryðja brautina fyrir styrkingu
Hröð kæling (eins og vatnsslökkvandi) getur truflað jafnvægisbreytingarferli títan álblöndu uppbyggingar, sem getur valdið martensítískum fasabreytingum, slökkt ω fasamyndun, yfirmettuð fasamyndun og leifar af háum-fasahaldi. Endanleg umbreytingarvörur (eins og ′, ", ω, ofkældur fasi, metstable fasi, yfirmettaður fasi) eru aðallega háðar innihaldi stöðugra þátta í títanblöndunni, sem eru "kjarnahráefni" til síðari öldrunarstyrkingar.
3. Öldrunarumbreyting: metstable fasa "umbreyting" til að ná frammistöðustökki
Metastöðugi fasinn sem framleiddur er með hraðri kælingu er ekki stöðugur og mun smám saman breytast í jafnvægisfasa á öldrunarferlinu, ásamt metstable fasa niðurbroti, yfirmettuðum fasa niðurbroti og öðrum viðbrögðum. Þetta ferli er grundvallarástæðan fyrir því að títan málmblöndur geta náð styrk og hörku með hitameðhöndlun, og það er einnig lykilhlekkur í umbreytingu títan málmblöndur úr "grunnformi" í "há-afköst form".
4. Sam-greining og umbreyting: „plastdráparinn“ sem þarf að varast
Heilbrigðisbreyting títanblendis er almennt að finna í málmblöndur sem eru samsettar úr stöðugum þáttum úr títan og hröðum eutectic málmblöndur, sem venjulega leiðir til lækkunar á mýkt efnisins, sem er ekki gott fyrir vinnslu og þjónustuframmistöðu efnisins. Hins vegar, með jafnhitameðferð á vefnum eftir eutectic umbreytingu, er hægt að umbreyta honum í non-lamellvef af Bain-stærð, sem dregur úr vandamálinu með hnignun mýktar að vissu marki.
5. Streita-Valuð fasabreyting: Opnaðu „Fasisbreyting-framkallað mýkt“
Metstable fasinn mun umbreytast í martensitic (td sexhyrndur martensitic ′, orthorhombic martensitic ") undir álagi eða streitu, ferli sem kallast streitu-framkallað fasaskipti. Þessi umskipti geta framkallað "fasabreytingar-framkallað plastáhrif", sem bætir verulega títanlenginguna og tryggir títan lengingu og lengir frammistöðu. notkun títaníumblendis við aðstæður undir flóknu álagi (eins og burðarhlutar í loftrými).
