I. نمای کلی از فرآیند عملیات حرارتی آلیاژ تیتانیوم
آلیاژ تیتانیوم در فرآیند پردازش ، به منظور بهبود خصوصیات مکانیکی و ریزساختار آن ، اغلب نیاز به انجام عملیات حرارتی دارد. فرآیند تصفیه حرارتی آلیاژ تیتانیوم مشترک عمدتاً شامل آنیل شدن استرس ، بازپخت کامل ، درمان محلول جامد و درمان پیری است.
1. بازپرداخت تسکین استرس
هدف اصلی از پخت و پز تسکین استرس ، از بین بردن فشارهای داخلی ایجاد شده در طول کار سرماخوردگی ، تغییر شکل سرما و جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم است. این فرآیند به طور گسترده ای در جعل و نورد داغ ، ریخته گری ، پردازش تغییر شکل سرما ، برش ، برش و جوشکاری مواد آلیاژ تیتانیوم پس از فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد. انتخاب دما و زمان بازپرداخت برای تأثیر بازپرداخت تسکین استرس ، که معمولاً در دمای تبلور مجدد برای از بین بردن فشارها با استفاده از فرآیند بازیابی مواد انجام می شود ، بسیار مهم است.
2. بازپخت کامل
بازپرداخت کامل با هدف به دست آوردن یک سازمان تبلور شده و بهبود انعطاف پذیری آلیاژهای تیتانیوم انجام می شود و بنابراین به عنوان بازپرداخت تبلور مجدد نیز شناخته می شود. بیشتر آلیاژهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم دوبلکس در شرایط کاملاً آنیل استفاده می شوند. برای آلیاژهای تیتانیوم ، دمای آنیل معمولاً 120 تا 200 درجه پایین تر از نقطه تغییر فاز است تا از درشت دانه و انعطاف پذیری کافی جلوگیری شود. فرآیند بازپخت برای آلیاژهای تیتانیوم نزدیک و آلیاژهای تیتانیوم دوبلکس پیچیده تر است ، شامل تبلور مجدد و تغییر در مراحل و مراحل. از طرف دیگر ، بازپخت کامل آلیاژهای تیتانیوم زیر تثبیت شده ، معمولاً شامل درمان جامد آلیاژها است.
3. راه حل جامد و درمان های پیری
هدف از درمان محلول جامد ، به دست آوردن مراحل زیر پایدار سن مانند ′ مارتنزیت ، ″ مارتنزیت یا فازهای فرعی است. این فازهای پایدار در طی تجزیه ، مراحل تعادل کوچکی را تولید می کنند که می تواند اثر تقویت بارش را ایجاد کند و سختی و استحکام آلیاژهای تیتانیوم را بهبود بخشد. دمای محلول جامد معمولاً {2}} درجه زیر نقطه انتقال + / فاز است. تقویت پیری در آلیاژهای تیتانیوم با محتوای بالایی از عناصر ثابت کننده قابل توجه است ، اما این اثر در آلیاژهای نزدیک و + آلیاژهای تیتانیوم دو فاز با محتوای اندک عناصر ثابت کننده ضعیف تر است.
دوم ، سازماندهی فرآیند عملیات حرارتی آلیاژ تیتانیوم تغییر می کند
1. تغییرات سازمانی در هنگام گرمایش
در طی فرآیند گرمایش ، آلیاژهای تیتانیوم معمولاً تحت تغییرات کریستالوگرافی قرار می گیرند ، از جمله تحول بین فاز و فاز. تغییر شکل سرد آلیاژهای تیتانیوم نیز در فرآیند بازیابی و تبلور مجدد رخ خواهد داد. فرآیند بازگرداندن تنش های داخلی نوع II ناشی از تغییر شکل از طریق حرکت جای خالی و جابجایی را از بین می برد ، در حالی که فرآیند تبلور مجدد دانه های بدون تحریف بدون اعوجاج را تولید می کند که جایگزین دانه های تغییر شکل یافته و بازگرداندن انعطاف پذیری مواد می شوند.
2. تغییرات سازمانی در هنگام خنک کننده
آلیاژهای تیتانیوم همچنین در طی فرآیند خنک کننده دچار تغییرات سازمانی می شوند. هنگام خنک شدن به آرامی ، فاز به فاز تبدیل می شود و این دو رابطه جهت گیری خاص را حفظ می کنند. از طرف دیگر ، خنک کننده سریع ممکن است سازمانهایی مانند تحول فاز مارتنزیتیک ، فاز Ω را خاموش کند ، فاز اشباع نشده و فاز با دمای بالا باقیمانده باشد. نوع این محصولات تحول بستگی به محتوای عناصر ثابت کننده دارد.
3. تحول پیری
فاز فرعی تولید شده توسط خنک کننده سریع به یک مرحله تعادل در طول پیری تبدیل می شود ، همراه با تجزیه فاز فرعی و تجزیه فاز اشباع نشده و غیره. این دلیل اصلی تقویت آلیاژهای تیتانیوم با عملیات حرارتی است.
4. تحول eutectic
تحول eutectic آلیاژهای تیتانیوم اغلب در آلیاژهای دارای تیتانیوم و عناصر تثبیت کننده سریع اکسپلیک وجود دارد ، که معمولاً منجر به کاهش انعطاف پذیری مواد می شود. با درمان ایزوترمال می توان یک سازمان غیر لاملار از نوع باینیت را برای بهبود خواص مواد به دست آورد.
5. تحول فاز ناشی از استرس
فاز زیرزمینی را می توان به مارتنزیت تبدیل کرد ، از جمله مارتنزیت شش ضلعی و مارتنزیت رومبوکدرال "، تحت فشار یا استرس. این فرایند می تواند اثرات انعطاف پذیری ناشی از تحول فاز ایجاد کند که باعث افزایش طول کشش و سخت شدن آلیاژهای تیتانیوم می شود.
به طور خلاصه ، فرآیند عملیات حرارتی و تحول سازمانی آلیاژهای تیتانیوم برای بهبود خصوصیات مکانیکی و ریزساختار آنها از اهمیت زیادی برخوردار است. خواص آلیاژهای تیتانیوم را می توان از طریق فرآیند معقول تصفیه حرارت و انتخاب پارامتر بهینه کرد تا نیازهای زمینه های مختلف کاربردی را برآورده کند.
