Tractament tèrmic de titani i aliatges de titani

El titani és un metall estructural important desenvolupat a la dècada de 1950. Els aliatges de titani s'utilitzen àmpliament en diversos camps a causa de la seva alta resistència, bona resistència a la corrosió i alta resistència a la calor. El titani és un material d'ús comú en moltes aplicacions industrials a causa de la seva excel·lent relació força-pes, resistència a la corrosió i biocompatibilitat. L'aliatge de titani es refereix a una varietat de metalls d'aliatge fets de titani i altres metalls. El titani és un metall estructural important desenvolupat a la dècada de 1950. Els aliatges de titani tenen una alta resistència, una bona resistència a la corrosió i una alta resistència a la calor. A les dècades de 1950 i 1960, l'enfocament principal es va centrar en el desenvolupament d'aliatges de titani d'alta temperatura per a motors aeris i aliatges estructurals de titani per a cèl·lules d'avió.

El titani és un al·lòtrop amb un punt de fusió de 1668 graus. Té una estructura de gelosia hexagonal molt compacta per sota dels 882 graus, que s'anomena titani alfa; té una estructura de gelosia cúbica centrada en el cos per sobre dels 882 graus, que s'anomena beta titani. Utilitzant les diferents característiques de les dues estructures de titani anteriors, afegint elements d'aliatge adequats per canviar gradualment la temperatura de transformació de fase i el contingut de fase, s'obtenen aliatges de titani amb diferents estructures. A temperatura ambient, els aliatges de titani tenen tres estructures de matriu i els aliatges de titani es divideixen en les tres categories següents: aliatge, aliatge (+) i aliatge.

Tanmateix, per optimitzar les seves propietats mecàniques, sovint es requereix un tractament tèrmic. El tractament tèrmic és un pas crucial en el processament de titani i aliatges de titani. Pot millorar el rendiment dels materials i augmentar l'estabilitat dels materials. Aquest article introduirà en detall el tractament amb solució sòlida, el tractament d'estabilització, el tractament de recuit i el tractament d'eliminació d'hidrogen en el tractament tèrmic d'aliatges de titani.

1. Tractament amb solució sòlida
El tractament amb solució sòlida té com a objectiu dissoldre completament els elements d'aliatge en titani i aliatges de titani per formar una solució sòlida sobresaturada, millorant així la resistència i la duresa del material. El procés de solució sòlida inclou principalment els següents passos:
Escalfar titani i aliatges de titani a una temperatura elevada (per sobre del punt de transformació de fase) i mantenir-lo durant un cert període de temps permet que els elements d'aliatge es dissolguin completament. Refredar ràpidament titani i aliatges de titani a temperatura ambient per obtenir una solució sòlida sobresaturada.
2. Tractament d'estabilització
El tractament d'estabilització s'utilitza principalment per eliminar les fases nocives en titani i aliatges de titani i millorar la plasticitat i la duresa del material. El tractament d'estabilització inclou principalment els passos següents: escalfar titani i aliatges de titani a altes temperatures (per sobre del punt de transformació de fase) i mantenir-los durant un cert període de temps per dissoldre completament les fases nocives.
Refredar ràpidament titani i aliatges de titani a temperatura ambient per obtenir una estructura metal·logràfica estable.
3. Tractament de recuit
El tractament de recuit s'utilitza principalment per eliminar l'estrès intern durant el processament d'aliatges de titani i titani i millorar la plasticitat i la duresa del material. El tractament de recuit inclou principalment els passos següents: escalfar titani i aliatges de titani per sota del punt crític i mantenir-los durant un cert període de temps per alliberar l'estrès intern.
Refredar lentament el titani i els aliatges de titani a temperatura ambient per evitar la generació de noves tensions internes.
4. Tractament d'eliminació d'hidrogen
El titani i els aliatges de titani absorbeixen fàcilment l'hidrogen durant el processament, provocant esquerdes i fragilització de l'hidrogen al material. El tractament d'eliminació d'hidrogen té com a objectiu eliminar l'hidrogen dels aliatges de titani i titani i millorar la fiabilitat i l'estabilitat del material. El tractament d'eliminació d'hidrogen inclou principalment els següents passos:
Escalfar titani i aliatges de titani a una temperatura elevada (per sobre del punt de transformació de fase) i mantenir-lo durant un període de temps determinat permet alliberar hidrogen. Refredar ràpidament el titani i els aliatges de titani a temperatura ambient per evitar que l'hidrogen recentment adsorbit entri al material.

En resum, el tractament amb solució sòlida, el tractament d'estabilització, el tractament de recuit i el tractament d'eliminació d'hidrogen són enllaços molt importants en el tractament tèrmic de titani i aliatges de titani. Per obtenir productes de titani i aliatges de titani amb propietats excel·lents, hem d'entendre i dominar els principis, mètodes i àmbit d'aplicació d'aquests processos de tractament tèrmic, i seleccionar el procés de tractament tèrmic adequat segons la situació específica per millorar el rendiment, l'estabilitat i fiabilitat del material.