BT9 titāna stieņa karstā ekstrūzija un zema palielinājuma balta spilgta bloka apstrāde
Titāna sakausējuma stieņu karstā ekstrūzija izspiež pulveri paaugstinātā temperatūrā, lai panāktu pilnīgu produkta blīvēšanu. Karstās ekstrūzijas metode var precīzi kontrolēt materiāla sastāvu un sakausējuma iekšējo struktūru. Karstās ekstrūzijas metodi var iedalīt divos veidos: iesaiņotā karstās ekstrūzijas metode un neiesaiņotā karstās ekstrūzijas metode.
Aktīvā metāla titāna un titāna sakausējuma pulverim, lai novērstu produkta oksidēšanos, bieži tiek izmantota iekapsulēšanas karstās ekstrūzijas metode. Šajā laikā vispirms tiek sagatavots maisiņš, un maisā tiek ievietots pulveris vai zaļais kompakts. Pēc iepriekšējas ekstrakcijas un aizzīmogošanas to ievieto ekstrūderī karstai ekstrūzijai.
Šajā laikā izmantotajam pārklājuma materiālam jābūt ar labu termoplastiskumu, tas nedrīkst veidot cietu metālu ar klājuma materiālu, viegli nolobāmam pēc karstās ekstrūzijas, ērtam avotam un zemām izmaksām. Parasti tiek izmantotas viegla tērauda vai nerūsējošā tērauda loksnes.
Pirmais titāna sakausējuma stieņu karstās ekstrūzijas process ir apvienot formēšanu, saķepināšanu un termisko apstrādi, lai tieši iegūtu dimanta izstrādājumus ar labākām mehāniskajām īpašībām.
Otrais process ir titāna un titāna sakausējuma pulvera veidošana. Pēc saķepināšanas sagatavotā saķepināta sagatave tiek karsti presēta (Ti-32Mo sakausējumam, temperatūra 1000-1100 grādi), lai iegūtu vislabākās titāna sakausējuma izstrādājumu īpašības. Ekstrūzijas attiecības ietekme uz titāna materiālu īpašībām. Kā redzams tabulā, var iegūt titāna materiālus ar teorētisko blīvumu 98,6%-99,1%.
Trešais titāna sakausējuma stieņu process ir pildītu sagatavju ekstrūzijas process, kas ir svarīga metode, ko var izmantot, lai ražotu produktus ar sarežģītu šķērsgriezumu. Process ietver: apvalka dobuma sagatavošanu un dobuma izmēra noteikšanu atbilstoši vajadzīgajam gala produkta izmēram plus ekstrūzijas koeficients; korpusa salikšana. Ielieciet pulveri dobumā un stingri sakratiet to caur vibrāciju; evakuēt, iztukšot un aizzīmogot maisu; ekstrūzija pie noteiktas temperatūras un ekstrūzijas attiecības; nolobīt maisiņu.
BT9 titāna stieņa balta spilgta bloka maza palielinājuma apstrādes metode
Faktiskajā ražošanā, ultraskaņas defektu noteikšanas laikā noteiktai BT9 titāna sakausējuma stieņu partijai netika konstatētas nekādas novirzes. Taču, veicot pārbaudi ar zemu palielinājumu, stieņa centrā tika atrasts balts spilgts bloks. Pētnieki izmantoja metalogrāfisko noteikšanu un enerģijas spektra analīzi, lai analizētu balto spožu bloku veidošanās iemeslus, kuriem būs noteikta vadošā loma vēlākā titāna sakausējuma izstrādājumu ražošanā.
Pārbaudē izmantotais materiāls ir Φ750 mm lietnis, kas trīs reizes izkausēts ar vakuuma palīgmateriāliem. Pēc diviem satricinājumiem un diviem zīmējumiem cauri fāzes zonai Φ230 mm stienis tika iegūts ar vienu izjaukšanu un vairākiem ugunsgrēka zīmējumiem + fāzes zonā. Stieņiem ir veikta dubultā atkausēšanas termiskā apstrāde atbilstoši standarta prasībām. Pulētie stieņi tika pārbaudīti, izmantojot ultraskaņas testu, un nekādas novirzes netika konstatētas. Kad stieņa paraugs tika ņemts pārbaudei ar zemu palielinājumu, tika konstatēts, ka uz parauga ar zemu palielinājumu parādījās spilgti sudraba plankumi. Kad tika nepārtraukti ņemti paraugi no vienas joslas pozīcijas un pārbaudītas ar mazu palielinājumu, tajā pašā daļā joprojām bija balti spilgti plankumi, kas norāda, ka baltie spilgti plankumi bija nepārtrauktības defekti. Lai analizētu baltā spīdīgā bloka cēloni, no baltā spīdīgā bloka tika sagatavots paraugs un veikta metalogrāfiskā izmeklēšana un mikrokomponentu analīze, izmantojot attiecīgi metalogrāfisko mikroskopu, skenējošo elektronu mikroskopu un enerģijas spektrometru; tajā pašā laikā zema palielinājuma paraugam ar baltu spīdīgu bloku, ņemot paraugus baltā spilgtā blokā un tā tuvumā, lai veiktu stiepes pārbaudi istabas temperatūrā, lai analizētu baltā spilgtā bloka ietekmi uz titāna stieņu stiepes īpašībām istabas temperatūrā. Rezultāti parādīja, ka:
(1) Pārbaudot ar lielu palielinājumu, tika konstatēts, ka fāzes saturs baltajā spilgtajā blokā ir ievērojami zemāks par fāzes saturu, un starp balto spilgtu bloku un matricu nav acīmredzamas robežas. Tāpēc var noteikt, ka balto spilgtu bloku izraisa komponentu segregācija. Turpmākā enerģijas spektra analīze atklāja, ka Al, Mo, Zr un Si sakausējuma elementu saturs baltajā spilgtajā blokā bija ievērojami zemāks par matricas saturu, bet Ti saturs bija ievērojami augstāks par matricas saturu. Līdz ar to var noteikt, ka balto gaišo bloku izraisa Al, Mo, Zr un Si sakausējuma elementu segregācija. Tā ir ar titānu bagāta segregācija un metalurģijas defekts.
(2) Apvienojumā ar parādību, ka segregācijai ir noteikts dziļums, var noteikt, ka segregāciju izraisa nevienmērīga sajaukšanās. Tā kā vakuuma kausēšanas process ir reģionālā kausēšana, kušana un sacietēšana notiek vienlaikus, un kušanas homogenizācijas efekts ir salīdzinoši vājš. Tāpēc, ja izejvielas tiek sajauktas nevienmērīgi, lietņa sastāvs pēc kausēšanas var būt nevienmērīgs, kā rezultātā rodas segregācija.
