De la burete microporos la rețeaua densă: „recombinare metalurgică” a plăcilor și tijelor de titan deconstruite și aspectul ingineresc de ultimă generație{0}}
În piramida de materiale a industriei moderne, titanul (titanul) este cunoscut ca „metal spațial” și „metal oceanic” datorită rezistenței sale specifice de neegalat și rezistenței extreme la coroziune. Cu toate acestea, în domeniul metalurgiei, cel mai fascinant lucru despre titan constă în viața trecută și prezentă: un capăt este Titanium Sponge, care are o formă de zgură, are o structură liberă și este foarte ușor de oxidat și de explodat la căldură mare; La celălalt capăt se află plăci și tije de-înaltă precizie din titan cu zăbrele interne dense și suprafețe argintii reci.
Evoluția de la „burete cu gaură” la „arma grea mare de țară” nu este doar o simfonie a temperaturii și presiunii, ci și un proces extrem pentru tehnologia metalurgică modernă pentru a controla cu precizie microstructura metalului (microstructura) și orientarea cerealelor.
I. Reorganizarea metalurgică: „cele patru etape de evoluție a miezului” ale transformării bureților de titan în plăci și tije
În lanțul de aprovizionare la nivel internațional, de la formarea buretelui de titan până la materialul final (placă de titan, tijă de titan), trebuie experimentată următoarea buclă închisă de producție cu miez dur:-:
1. Metalurgia lingoului: „Naștere în zăbrele” sub vid
Burete de titan nu poate fi procesat direct. În primul rând, buretele de titan trebuie să fie proporțional precis cu aluminiu, vanadiu, molibden, staniu și alte elemente din aliaj și presat în blocuri de electrozi prin presiune ridicată. Decizie cu dublă-pistă pentru topire (VAR vs. EB): pentru a elimina incluziunile de-densitate scăzută (LDI) și incluziunile de-densitate mare (HDI), lingourile de titan de calitate înaltă sau de calitate semiconductoare{{-de înaltă trebuie să fie supuse 2 până la 3 consumabile electrice din cuptor cu arc electric (VAR). Pentru țaglele plăcilor de titan ultra-, industria modernă preferă topirea cuptorului cu pat răcit cu fascicul de electroni (EBCHM), care poate turna lingouri mari plate fără separare simultan.
2. Cogging Lingourile de titan nou turnate sunt umplute cu granule coloane, iar materialul este rigid și fragil cu anizotropie serioasă.
Puterea raportului mare de forjare: este necesar să treceți prin mii de tone de prese hidraulice pentru a efectua prelungiri repetate și pile în mai multe direcții în regiunea de fază beta sau + regiunea în două-faze. Esența acestui proces este de a sparge complet boabele prin recristalizare dinamică (recristalizare dinamică) pentru a reduce la granulele Equiaxed fine și uniforme (Grainele Equiaxed), care este piatra de temelie a duratei mari de oboseală a tijelor de titan.
3. Evoluția șunturilor: „Deformare termo-mecanică” între placa de titan și tija de titan
După -tagle de înaltă calitate (Billet/Slab), plăcile de titan și tijele de titan au trecut la o linie de producție complet diferită:
Tije de titan (laminare de finisare și forjare rotativă): țagla este rulată continuu, trasă sau forjată rotativ în mai multe treceri. Inginerii trebuie să controleze cu strictețe temperatura de finisare pentru a regla controlul texturii tijei de titan pentru a se asigura că rezistența sa la tracțiune și limita de curgere sunt perfect potrivite.
Placă de titan (laminare încrucișată vs. laminare la cald/laminare la rece): pentru a elimina anizotropia metalului în timpul laminarii uni-, placa de titan high-end adoptă procesul de rulare încrucișată (laminare încrucișată) (adică rotirea la 90 de grade după rularea longitudinală și rularea din nou). Prin controlul precis al raportului de presiune în jos-la laminarea la cald și la rece, este asigurată uniformitatea forței pe placă în orice direcție.
4. Recoacerea și finisarea în vid Plăcile și tijele de titan finale trebuie să fie recoacete într-un cuptor cu vid înalt pentru a elimina stresul rezidual intern și pentru a preveni fragilizarea hidrogenului. Suprafața este murată, șlefuită fără centru (pentru tije de titan) sau lustruită pentru a forma o stare perfectă a suprafeței pentru livrarea finală.
II. Harta transfrontalieră: descifrarea traseului oceanic albastru de vârf, controlat de plăci și tije de titan
Pe lângă bine-cadrele fuselajului aeronavelor de aviație civilă și schimbătoarele de căldură chimice, materialele de-titan de înaltă calitate domină următoarele zone de înaltă-premium menționate mai jos:
1. Chip-uri semiconductoare: plăci de titan de puritate ultra{-înaltă--electronic-tinte semifabricate pentru pulverizare
În fabricarea plachetelor cu semiconductori, barierele metalice și porțile plăcilor de cipuri la scară de microni{0}}se formează prin depunerea prin pulverizare PVD. Acest lucru necesită ca puritatea țintei de titan utilizată ca sursă de evaporare să fie peste 99,999% (5N). Plăcile de titan de puritate ultra-înaltă-formate prin topirea în vid și laminarea cu deformare super{-încrucișată au de obicei o dimensiune microscopică a granulelor mai mică de 50um și un grad ridicat de orientare constantă a cristalului, care determină direct uniformitatea grosimii filmului în timpul pulverizării.
2. Biomedical: tijă medicală de titan-articulație ortopedică implantabilă și unghii spinale (implanturi ortopedice)
În repararea oaselor umane, selecția tijelor de titan Ti-6Al{-4V ELI (ultra-decalaj redus) care îndeplinesc standardul ASTM F136 este curentul internațional. Conținutul de oxigen al acestei tije de titan este strict controlat în mai puțin sau egal cu 0. 13%. Tijele de titan medical cu granulație fină, de înaltă puritate, sunt prelucrate cu precizie CNC pentru a deveni unghii osoase umane și articulații artificiale, care oferă rezistență extremă la oboseală, asigurând în același timp biocompatibilitate perfectă și citotoxicitate zero.
3. Comercial: Piese forjate cu tije din titan-noi componente ale discului motorului rachetă
Odată cu dezvoltarea rachetelor reutilizabile, turbopompele motoarelor și discurile de bază (discurile) trebuie să reziste la sarcini dinamice uriașe de la frig extrem (hidrogen lichid/oxigen lichid) până la temperaturi moderate. Discul forjat din tije-de titan de vârf prin procesul de forjare cu matriță la cald are o rezistență la rupere extrem de mare și este „osul de oțel și fier” care sprijină recuperarea în siguranță a rachetelor.
