Како хладно ваљање мења титанијумску плочу
Топло ваљање ломи ингот или плочу титанијума до плоче и котура, али хладно ваљање фиксира коначну дебљину, равност и квалитет површине. Хладно ваљање се врши испод температуре рекристализације легуре, тако да се метални рад-очвршћава уместо да омекшава док пролази кроз ваљке. Сваки пролаз повећава густину дислокације, што повећава границу течења и тврдоћу уз истовремено смањење дуктилности. Због тога је хладно{4}}ваљана титанијумска плоча јача од исте класе у топло-ваљаном и жареном стању, и зашто се распоред ваљања заснива на броју пролаза, редукцији по пролазу и корацима жарења између-пролаза.
За комерцијално чист (ЦП) титанијум, рекристализација почиње у региону од 550-700 степени у зависности од нивоа кисеоника у интерстицијском простору, тако да се трака која улази у ролне задржава знатно испод тог прозора. Типови са већим садржајем кисеоника и гвожђа, као што је АСТМ Б265 Граде 4, раде-очвршћавају брже од меког степена 1 и захтевају чешће међужарење. Ти-6Ал-4В (Граде 5) је још осетљивији, тако да је двостепени распоред са жарењем у вакууму или инертном гасу између фаза нормална пракса у млину.
Практична корист је контрола. Хладно-ваљана плоча може да се испоручи у меком жареном стању, у четврт-тврдом или полу-тврдом стању произведеном контролисаном хладном редукцијом, или у стању-ублаженом напрезању где је стабилност димензија важнија од вршне дуктилности. Купци треба да наведу тражени темперамент, јер се иста сорта при истој дебљини понаша веома различито у зависности од тога колико хладног рада остане у готовој плочи.
Хладноваљане{0}}врсте и типичне механичке особине
Плоча, лим и трака произведени према АСТМ Б265 / Б265М су уобичајена референтна спецификација за ковани титанијум, док ГБ/Т 3621 покрива титанијум и плочу од легура титанијума за кинеско тржиште, а АСТМ Ф67 се примењује на нелегирани титанијум за хируршке импланте. Табела испод наводи минималне жарене вредности које се обично наводе за плоче производа; стварни резултати су исказани топлотом по топлоту на сертификату млина.
| Оцена | Називни састав | Затезна чврстоћа, мин | Граница течења, мин | Издужење, мин |
|---|---|---|---|---|
| 1. разред | ЦП титанијум, мало кисеоника | 240 МПа | 138 МПа | 24 % |
| 2. разред | ЦП титанијум, стандардни кисеоник | 345 МПа | 275 МПа | 20 % |
| 4. разред | ЦП титанијум, већи кисеоник и гвожђе | 550 МПа | 483 МПа | 15 % |
| 5. разред | Ти-6Ал-4В | 895 МПа | 828 МПа | 10 % |
| 7. разред | ЦП титанијум са додатком паладијума | 345 МПа | 275 МПа | 20 % |
Густина титанијума је око 4,51 г/цм³, отприлике 57% челика, што чини плочу привлачном где год се покретна маса мора смањити.
Тачка топљења је приближно 1668 степени, а модул еластичности ЦП разреда је у опсегу 105-120 ГПа.
Класе које садрже паладијум{0}} као што су Граде 7 и Граде 11 су изабране за благо смањену киселину; Степен 26 и 27 користи рутенијум уместо паладијума за сличну отпорност на корозију по нижој цени.
Ти-6Ал-4В плоча је радни коњ за ваздухопловство и такође је стандардна за посуде под притиском, подморски хардвер и медицинске компоненте где је однос снаге и тежине одлучујући фактор.
Млинска пракса: редукција, жарење и равнање
Типична рута хладног{0}}ваљања почиње са топло-ваљаним и киселим котуром, који се уклања механички или киселином пре првог хладног пролаза. Укупна хладна редукција се разбија у неколико пролаза са средњим жарењем, а корак жарења се изводи у вакуумској пећи или под заштитном атмосфером тако да прикупљање кисеоника и азота остаје унутар спецификације. Након завршног пролаза, плоча се жари или ослобађа напрезање, затим се поравна-ваљкама и, где је потребно, сече на дужину.
Два бода одлучују о коначном квалитету. Прво, стање котрљања и подмазивање контролишу површину; истрошена или слабо охлађена ролна оставља трагове преноса, чаврљање и досадну завршницу коју ниједна каснија операција не уклања. Друго, контрола нивоа након жарења спречава извијање и увијање који се појављују када се заостало напрезање ослободи током ласерског сечења или машинске обраде у радњи купца. Добављача који наводи равност у милиметрима по метру, а не само „равну“, лакше је квалификовати.
Величине, толеранције и завршна обрада површине
Хладно{0}}ваљана титанијумска плоча се обично испоручује у дебљинама од делића милиметра до неколико милиметара готовог профила, са ширим мерама које се испоручују као топло{1}}ваљане плоче. Толеранција дебљине, ширина, дужина, стање ивица и равност су сви наведени у наруџбини, а комерцијални разреди завршне обраде се обично описују као млевена завршна обрада, укисељена, светло жарена или млевена.
Толеранција дебљине се наводи као плус/минус опсег, а најуже класе коштају више јер захтевају додатне пролазе и чешће провере мерача.
Толеранције дужине и ширине се наводе одвојено од толеранције дебљине; резане ивице су стандардне и обрађене ивице одговарају накнадном заваривању или примени заптивања.
Стање површине треба договорити пре ваљања, јер кисељење уклања оксидни слој али незнатно мења коначну дебљину и храпавост.
Плоча у намотају,-на-дужна плоча и резани лим су нормални облици испоруке, а сваки образац има сопствене захтеве за паковање и руковање.
Где се користи хладно{0}}ваљана титанијумска плоча
Опрема за хемијске процесе користи хладно-ваљани титанијум за кућишта измењивача топлоте, цевне плоче, реакционе судове и цевоводе где би хлориди уништили нерђајући челик. Постројења за десалинизацију га користе за цевоводе и плоче у одељцима са високом{2}}температуром слане воде. Ваздухопловство и одбрамбени програми користе Ти-6Ал-4В плочу за конструкцијске носаче, рамове и окове где је сваки килограм битан. Произвођачи медицинских уређаја користе нелегиране разреде као што су Граде 2 и Граде 4 за плоче и кућишта имплантата, а инжењеринг у аутомобилској индустрији и мотоспорту користи хладно ваљани титанијум за компоненте издувних гасова, причвршћиваче и лагане панеле каросерије.
У сваком случају, у пакету са спецификацијама треба да се наведу класа, примењиви стандард, темперамент, захтеви механичког испитивања, завршна обрада површине и начин паковања, тако да плоча која стиже у рад буде спремна за следећу операцију, а не да јој је потребна прерада.
Честа питања: Хладно{0}}ваљана титанијумска плоча
П: Зашто је хладно{0}}ваљани титанијум јачи од топло-ваљаног титанијума истог квалитета?
Хладно ваљање се врши испод температуре рекристализације, тако да се метални материјал{0}}очвршћава и задржава високу густину дислокације уместо да поврати своју меку жарену структуру.
П: Да ли се хладно{0}}ваљана плоча може испоручити у потпуно меком стању?
Да. Након завршног пролаза ваљања плоча се жари на температури изнад рекристализације под вакуумом или заштитном атмосфером да би се повратила дуктилност и ублажио напон котрљања.
П: Који стандард треба навести у наруџбини?
АСТМ Б265 / Б265М је уобичајени избор за плоче и лим од кованог титанијума, ГБ/Т 3621 покрива титанијумску плочу на кинеском тржишту, а АСТМ Ф67 се примењује на нелегирани титанијум за хируршке импланте.
П: Која је практична разлика између плоче 2. и 5. разреда?
Степен 2 је комерцијално чист титанијум са одличном формацијом и отпорношћу на корозију, док је степен 5 Ти-6Ал-4В са отприлике двоструком јачином за структуралне и ваздухопловне услове.
П: Како треба чувати хладно{0}}ваљану титанијумску плочу?
Држите га сувим, одвојеним од пода и одвојеним од угљеничног челика да бисте избегли контаминацију гвожђем и галванско мрље; заштитни филм или папир за уметање спречавају површинско гребање током транспорта.
П: Да ли хладно ваљање утиче на отпорност на корозију?
Жарена површина има исту отпорност на корозију као топло{0}}ваљани материјал истог квалитета, али тежак рад на хладном без жарења може да остави заостали напон који промовише пуцање у неким радним окружењима.