Com el control de la mida del gra millora el rendiment de les barres de titani?

Les barres de titani són productes semi-acabats en el processament de materials de titani i el seu rendiment determina directament la fiabilitat i la vida útil dels components del terminal. La mida del gra és un factor clau per afectar el rendiment de les barres de titani durant tot el procés de producció, processament i aplicació. El control científic de la mida del gra pot millorar les propietats mecàniques i la resistència a la corrosióvaretes de titani, ampliant l'aplicació dels materials tradicionals de titani.

 

 

El control del rendiment de la vareta de titani per mida del gra parteix essencialment de l'efecte de correlació entre la mida del gra i la quantitat del límit del gra: com més fins són els grans, més límits de gra hi ha, més fort és l'obstacle per al moviment de dislocació. L'efecte sinèrgic entre els grans també pot optimitzar la distribució de l'estrès i millorar el rendiment. Les varetes de titani de gra fi-i de gra-ultrafi-tenen propietats mecàniques més destacades en comparació amb les varetes de titani de-gra gruixut. Pot aconseguir un rendiment estable i controlable mitjançant processos de preparació raonables.

 

 

 

 

El refinament del gra és un mètode clau per millorar les propietats mecàniques de les barres de titani i aconseguir una combinació d'alta resistència i tenacitat. Les barres tradicionals de titani-de gra gruixut tenen poca resistència i és difícil equilibrar la força, la plasticitat i la duresa.

El refinament del gra pot millorar la resistència i la tenacitat: els grans fins augmenten el nombre de límits de gra, que poden dispersar l'estrès i dificultar el lliscament de la dislocació, augmentant significativament la resistència a la tracció i el rendiment. Les varetes de titani pur de gra ultra-fine- preparades per la metal·lúrgia de pols combinades amb extrusió en calent i forja rotativa tenen una mida de gra d'aproximadament 1 μm i un límit elàstic de fins a 880 MPa. És molt superior a les barres tradicionals de titani-de gra gruixut. Mentrestant, els límits de gra fi poden acomodar més dislocacions, fent que el material sigui menys fàcil de trencar durant la deformació. També pot millorar l'allargament i la duresa, i evitar el defecte "fort però fràgil".

El refinament del gra pot millorar la uniformitat de la duresa i reduir l'anisotropia, que és fonamental per a aplicacions d'alt rendiment-com ara components de suport de càrrega-aeroespacial i implants mèdics.

 

 

El control de la mida del gra també pot millorar significativament la resistència a la corrosió de les barres de titani. La corrosió de les barres de titani està relacionada principalment amb l'estabilitat de la pel·lícula d'òxid superficial i la diferència de potencial del límit del gra: les barres de titani de gra gruixut-tenen límits de gra amples i són components fàcils de segregar, la qual cosa condueix a una gran diferència de potencial. És probable que la corrosió intergranular es produeixi en entorns durs com àcids forts, àlcalis forts i entorns marins.

 

El refinament del gra pot reduir la diferència de potencial del límit del gra i reduir la sensibilitat a la corrosió. Mentrestant, afavoreix la formació d'una pel·lícula d'òxid més densa i uniforme, que bloqueja la penetració de mitjans corrosius i millora considerablement la resistència a la corrosió. Això fa que les varetes de titani de gra fi- siguin més avantatjoses en entorns durs, com ara l'enginyeria química i l'enginyeria marina, i també ofereix la possibilitat que el titani pur substitueixi els aliatges de titani de preu-alt.

 

 

El control precís de la mida del gra es basa en processos científics de preparació. Els principals mètodes industrials de refinament de gra es divideixen en dues categories: primer, la deformació plàstica més el recuit, com ara la forja rotativa de múltiples-passes, l'extrusió en calent i la laminació a baixa-temperatura. Els grans gruixuts es trenquen per deformació plàstica, i després s'aconsegueix la recristal·lització i el perfeccionament del gra mitjançant el recuit. Els processos compostos es poden utilitzar per preparar varetes de titani pur de gra ultra-fin- amb una mida de gra que va des del nivell nanòmetre fins al micròmetre, amb una resistència i una tenacitat excel·lents, que són adequades per a camps com els implants biològics i els instruments mèdics. En segon lloc, la forja-de fases creuades, que implica la forja cíclica a la regió d'una-fàsica i (+) la regió de-bifàsica, controlant la quantitat de deformació i realitzant el revés i el dibuix. Aquest mètode pot refinar els grans, reduir la textura de deformació i millorar la isotropia del rendiment, fent-lo adequat per a la producció industrial a gran-escala.

 

A més, la metal·lúrgia en pols pot reduir la segregació de components i eliminar estructures de fosa gruixuda. Quan es combina amb el treball en calent, pot optimitzar encara més l'estructura del gra, millorar el rendiment integral de les barres de titani i reduir els costos.

 

 

El control de la mida del gra no es tracta simplement de fer grans el més fins possible; s'ha de combinar amb precisió segons els escenaris d'aplicació de les barres de titani. Un refinament excessiu augmentarà la dificultat de processament i els grans tendeixen a créixer a altes temperatures, reduint l'estabilitat del rendiment.

 

Hem de controlar la mida del gra dins d'un rang raonable mitjançant paràmetres de procés per aconseguir l'equilibri òptim de força, plasticitat, resistència a la corrosió i processabilitat. Per exemple: es poden adoptar estructures de gra ultra--per a barres de titani mèdic per equilibrar l'alta resistència i la biocompatibilitat; per a les varetes de titani utilitzades en aplicacions aeroespacials d'-altes temperatures, s'ha de controlar la mida del gra per evitar un creixement anormal del gra a altes temperatures.

 

 

 

Ruihang és un fabricant de titani i productes de metalls no-ferrosos, que subministra una gamma completa de barres de titani amb estàndards internacionals. Per a més detalls, poseu-vos en contacte amb nosaltres per correu electrònic:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.