От микропореста гъба до плътна решетка: „металургична рекомбинация“ на деконструирани титанови плочи и пръти и високо{0}}инженерно оформление
В материалната пирамида на съвременната индустрия титанът (Titanium) е известен като "космически метал" и "океански метал" поради своята несравнима специфична здравина и изключителна устойчивост на корозия. Въпреки това, в областта на металургията, най-завладяващото нещо за титана се крие в неговия минал и настоящ живот: единият край е титанова гъба, която е оформена като шлака, има рохкава структура и е много лесно да се окислява и експлодира при висока температура; В другия край има високо{1}}прецизни титанови плочи и пръчки с плътни вътрешни решетки и студени сребристи повърхности.
Еволюцията от „гъба с дупки“ до „тежко оръжие на голяма страна“ е не само симфония от температура и налягане, но и екстремен процес за съвременната металургична технология за прецизен контрол на металната микроструктура (микроструктура) и ориентацията на зърната.
I. Металургична реорганизация: "четирите основни етапа на еволюция" на трансформацията на гъбест титан в плочи и пръти
Във веригата за доставки на международно ниво, от образуването на титаниева гъба до крайния материал (титаниева плоча, титаниев прът), трябва да се изпита следният затворен цикъл на производство на твърдо ядро:
1. Металургия на слитък: „Раждане на решетка“ под вакуум
Гъбестият титан не може да се обработва директно. На първо място, титановата гъба трябва да бъде прецизно пропорционална с алуминий, ванадий, молибден, калай и други сплави и да се пресова в електродни блокове чрез високо налягане. Дву{2}}решение за топене (VAR срещу EB): За да се премахнат включванията с ниска-плътност (LDI) и включванията с висока-плътност (HDI), слитъците от титан с високо-качествен или полупроводников-клас трябва да бъдат подложени на 2 до 3 претопявания във вакуумна електродъгова пещ (VAR). За заготовката от ултра{11}}титаниева плоча съвременната промишленост предпочита топене в пещ с охлаждащ слой с електронен лъч (EBCHM), която може да отлива големи плоски блокове без отделяне наведнъж.
2. Назъбване Новоотлетите титанови слитъци са пълни с колонни зърна и материалът е твърд и чуплив със сериозна анизотропия.
Силата на голямото съотношение на коване: необходимо е да се премине през хиляди тонове хидравлични преси, за да се извърши многократно удължаване и колони в множество посоки в областта на бета фазата или + дву-фазовата област. Същността на този процес е пълното разбиване на зърната чрез динамична прекристализация (Dynamic Recrystallization), за да се намалят до фини, равномерни зърна с еднаква ос (Equiaxed Grains), което е крайъгълният камък на високия живот на умора на титаниевите пръти.
3. Еволюция на шунт: „Термо-водораздел на механични деформации“ между титаниева плоча и титаниев прът
След високо{0}}качествените заготовки (Billet/Slab), титаниеви плочи и титаниеви пръти преминаха към напълно различна производствена линия:
Титаниеви пръти (финално валцоване и ротационно коване): Заготовката се валцува непрекъснато, изтегля се или се кове ротационно в множество проходи. Инженерите трябва стриктно да контролират крайната температура, за да регулират контрола на текстурата на титаниевата пръчка, за да гарантират, че нейната якост на опън и граница на провлачване са перфектно съвпадащи.
Титаниева плоча (напречно валцуване срещу горещо валцуване/студено валцуване): За да се елиминира анизотропията на метала по време на-еднопосочно валцуване, титаниевата плоча от висок-клас приема процеса на напречно валцуване (напречно валцуване) (т.е. завъртане на 90 градуса след надлъжно валцуване и повторно валцуване). Чрез прецизно контролиране на съотношението на-налягане при горещо и студено валцуване се осигурява еднаквост на силата върху плочата във всяка посока.
4. Вакуумно отгряване и довършителни работи Крайните титаниеви плочи и пръти трябва да бъдат закалени във високовакуумна пещ, за да се елиминира вътрешното остатъчно напрежение и да се предотврати водородната крехкост. Повърхността е байцована, шлифована без центрове (за титаниеви пръти) или полирана, за да се оформи идеално състояние на повърхността за крайна доставка.
II. Транс{1}}гранична карта: дешифриране на авангардната-синя океанска писта, контролирана от титаниеви плочи и пръчки
В допълнение към добре-известните рамки на фюзелажа на самолети за гражданска авиация и химически топлообменници, високо-качествените титанови материали доминират в следните долуспоменати високо-премиум области:
1. Полупроводникови чипове: титанови пластини с ултра-висока{2}}чистота-електронни-класове за разпръскване на цели
При производството на полупроводникови пластини металните бариери и вратите на пластините от чипове с микрон-мащаб се формират чрез отлагане чрез PVD разпръскване. Това изисква чистотата на титановата цел, използвана като източник на изпарение, да бъде над 99,999% (5N). Титанови плочи с ултра-висока-чистота, образувани чрез вакуумно топене и свръх-напречно-валцуване с голяма деформация, обикновено имат микроскопичен размер на зърното под 50 um и висока степен на последователна кристална ориентация, което директно определя еднаквостта на дебелината на филма по време на разпръскване.
2. Биомедицински: Медицински титанов прът-Имплантируеми ортопедични ставни и гръбначни гвоздеи (ортопедични импланти)
При възстановяването на човешки кости изборът на Ti-6Al-4V ELI (елемент с ултра-ниска междина) титанови пръти, които отговарят на стандарта ASTM F136, е международен мейнстрийм. Съдържанието на кислород в този титанов прът е строго контролирано в рамките на По-малко или равно на 0. 13%. Фино{9}}зърнестите медицински титаниеви пръти с висока чистота са прецизно обработени с ЦПУ, за да се превърнат в човешки костни пирони и изкуствени стави, които осигуряват изключителна устойчивост на умора, като същевременно осигуряват перфектна биосъвместимост и нулева цитотоксичност.
3. Търговска реклама: изковки на титаниев прът-нови дискови компоненти на ракетен двигател
С разработването на ракети за многократна употреба, турбопомпите на двигателите и основните дискове (дискове) трябва да издържат на огромни динамични натоварвания от екстремни студове (течен водород/течен кислород) до умерени температури. Дискът, изкован от висок-титанови пръти чрез процеса на коване с гореща матрица, има изключително висока устойчивост на счупване (здравост на счупване) и е „стоманената и желязната кост“, която поддържа безопасното възстановяване на ракетите.
