Cambios estructurales de varillas de aleación de titanio durante la extrusión en caliente

Las propiedades mecánicas del titanio, comúnmente conocidas como propiedades mecánicas, están estrechamente relacionadas con la pureza. El titanio de alta pureza tiene una excelente maquinabilidad, buen alargamiento y contracción, pero baja resistencia y no es adecuado para materiales estructurales. El titanio puro industrial contiene las impurezas apropiadas, tiene alta resistencia y plasticidad y es adecuado para fabricar materiales estructurales. La conductividad térmica de los espacios en blanco de titanio y aleación de titanio es baja, lo que provocará una gran diferencia de temperatura entre la capa superficial y la capa interna durante la extrusión en caliente. Cuando la temperatura del barril de extrusión es de 400 grados, la diferencia de temperatura puede alcanzar los 200 ~ 250 grados. Bajo la influencia combinada del refuerzo por succión y la gran diferencia de temperatura de la sección de la pieza en bruto, el metal en la superficie y el centro de la pieza en bruto producen propiedades plásticas y de resistencia muy diferentes, lo que provocará una deformación muy desigual durante el proceso de extrusión. Produce una gran tensión de tracción adicional, que se convierte en la fuente de grietas y grietas en la superficie de los productos extruidos. El proceso de extrusión en caliente de titanio y productos de aleación de titanio es más complicado que el de la aleación de aluminio, la aleación de cobre e incluso el acero, que está determinado por las propiedades físicas y químicas especiales del titanio y la aleación de titanio.

Hasta ahora, se deben utilizar lubricantes en el proceso de extrusión de varillas de titanio. La razón principal es que el titanio formará eutéctico fusible con materiales de molde de aleación a base de hierro o níquel a temperaturas de 980 grados y 1030 grados, lo que hará que el molde se desgaste fuertemente. Cuando se usa lubricante de grafito, se pueden formar rasguños longitudinales profundos en la superficie del producto, que es el resultado del trabajo del mecanizado-titanio Varilla y varilla de aleación de titanio pegadas al molde. Al extruir el perfil con lubricante para vidrio, se producirá un nuevo tipo de defecto "picaduras", es decir, una grieta en la capa superficial del producto. Los estudios han demostrado que la aparición de "marcadores" se debe a la baja conductividad térmica del titanio y las aleaciones de titanio, lo que hace que la capa superficial del tocho se enfríe violentamente y la plasticidad caiga bruscamente.

Las aleaciones de titanio se clasifican como de baja resistencia, alta plasticidad, resistencia media y alta resistencia, y oscilan entre 200 (baja resistencia) y 1300 (alta resistencia) MPa, pero generalmente las aleaciones de titanio pueden considerarse aleaciones de alta resistencia. . Son más fuertes que las aleaciones de aluminio, que se consideran de resistencia media y pueden reemplazar completamente ciertos tipos de acero en resistencia. En comparación con la rápida disminución de la resistencia de las aleaciones de aluminio a temperaturas superiores a 150 ° C, algunas aleaciones de titanio aún pueden mantener una buena resistencia a 600 ° C.El titanio metálico compacto es muy valorado por la industria de la aviación debido a su peso ligero y mayor resistencia que aleaciones de aluminio, que pueden mantener una resistencia más alta que el aluminio a altas temperaturas. Dado que la densidad del titanio es el 57% del acero, su resistencia específica (la relación fuerza / peso o la relación fuerza / densidad se llama fuerza específica) es alta, y su resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación y resistencia a la fatiga son fuertes. 3/4 de la aleación de titanio se utiliza como materiales estructurales representados por aleaciones estructurales de aviación se utilizan principalmente como aleaciones resistentes a la corrosión. La aleación de titanio tiene alta resistencia y baja densidad, buenas propiedades mecánicas, buena tenacidad y resistencia a la corrosión. Además, las aleaciones de titanio tienen un rendimiento de proceso deficiente y son difíciles de cortar. En el trabajo en caliente, es muy fácil absorber impurezas como hidrógeno, oxinitruro y carbono. También hay poca resistencia a la abrasión y un proceso de producción complicado. La producción industrial de titanio comenzó en 1948. La necesidad de desarrollo de la industria de la aviación ha permitido que la industria del titanio crezca a una tasa de crecimiento anual promedio de alrededor del 8%. En la actualidad, la producción anual mundial de materiales procesados ​​de aleación de titanio ha alcanzado más de 40,000 toneladas de casi 30 tipos de grados de aleación de titanio. Las aleaciones de titanio más utilizadas son Ti-6Al-4V (TC4) 'Ti-5Al-2.5Sn (TA7) y titanio puro industrial (TA1, TA2 y TA3).

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