एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरणों, उच्च-स्तरीय उपकरण निर्माण और अन्य क्षेत्रों में, टाइटेनियम मिश्र धातु अपनी उत्कृष्ट ताकत, संक्षारण प्रतिरोध और हल्के गुणों के कारण एक अनिवार्य महत्वपूर्ण सामग्री बन गई है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उत्कृष्ट प्रदर्शन सटीक गर्मी उपचार प्रक्रिया विनियमन और प्रक्रिया के दौरान होने वाले जटिल संरचनात्मक परिवर्तनों से अविभाज्य है। आज, हम टाइटेनियम मिश्र धातु ताप उपचार और ऊतक परिवर्तन के मूल ज्ञान में गहराई से उतरेंगे, और इस "अंतरिक्ष धातु" के पीछे के तकनीकी कोड को उजागर करेंगे।
टाइटेनियम मिश्र धातुओं के ताप उपचार में यांत्रिक परिवर्तन कानून
ताप उपचार का सार तापमान और शीतलन गति के विनियमन के माध्यम से टाइटेनियम मिश्र धातु की आंतरिक संरचना के व्यवस्थित परिवर्तन का मार्गदर्शन करना है। गर्म करने से लेकर ठंडा करने और उम्र बढ़ने तक, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की संरचना जटिल परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरती है जो सीधे सामग्री के अंतिम गुणों को निर्धारित करती है।
1. तापन प्रक्रिया: पुनर्प्राप्ति, पुनर्क्रिस्टलीकरण और चरण संक्रमण की "तिकड़ी"।
गर्म होने पर, टाइटेनियम मिश्र धातु आमतौर पर एक ही समय में क्रिस्टल रूप परिवर्तन (चरण और चरण के बीच संक्रमण) से गुजरती है, और यदि यह ठंडा -विकृत टाइटेनियम मिश्र धातु है, तो यह पुनर्प्राप्ति और पुन: क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं से भी गुजरेगी, जो एक साथ गर्म होने के बाद माइक्रोस्ट्रक्चर को आकार देते हैं।
(1) पुनर्स्थापना और पुनः क्रिस्टलीकरण: विकृत संरचना की मरम्मत करें और अनाज संरचना को अनुकूलित करें
ठंडे काम के बाद, टाइटेनियम मिश्र धातु में विरूपण (जैसे अव्यवस्था और रिक्ति) के कारण बड़ी संख्या में दोष होते हैं, और एक निश्चित तापमान तक गर्म करने के बाद, "रिकवरी" पहले होगी: 450 ~ 640 डिग्री पर (पुनर्प्राप्ति तापमान पुनर्संरचना तापमान से कम है), आंतरिक तनाव का हिस्सा रिक्ति और अव्यवस्था की धीमी गति के माध्यम से समाप्त हो जाता है, लेकिन सामग्री का अनाज आकार मूल रूप से अपरिवर्तित रहता है।
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता जा रहा है, "पुन: क्रिस्टलीकरण" होना शुरू हो जाता है: विकृत संरचना में धीरे-धीरे नए गैर-विरूपण-मुक्त आइसोएक्सियल अनाज दिखाई देते हैं, और ये नए अनाज धीरे-धीरे विकृत अनाज की जगह ले लेंगे, अंततः सामग्री की कठोरता को कम कर देंगे और इसकी प्लास्टिसिटी को बहाल कर देंगे। विभिन्न प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं की पुनर्क्रिस्टलीकरण विशेषताएँ स्पष्ट रूप से भिन्न हैं:
• टाइटेनियम मिश्र धातु: सीमित ठंड विरूपण क्षमता, विरूपण और पुन: क्रिस्टलीकरण के माध्यम से अनाज को परिष्कृत करना मुश्किल;
• टाइटेनियम मिश्र धातु: मजबूत ठंड विरूपण क्षमता, जो विरूपण और पुन: क्रिस्टलीकरण के माध्यम से अनाज शोधन की एक निश्चित डिग्री प्राप्त कर सकती है;
• डुप्लेक्स टाइटेनियम मिश्र धातु: विरूपण और पुन: क्रिस्टलीकरण की मदद से, यह न केवल संरचना को परिष्कृत कर सकता है, बल्कि प्लास्टिसिटी में भी सुधार कर सकता है।
(2) चरण से चरण में संक्रमण: क्रिस्टल रूप का "तापमान स्विच"।
जब ताप तापमान → चरण संक्रमण बिंदु से अधिक हो जाता है, तो टाइटेनियम मिश्र धातु चरण से चरण तक क्रिस्टल संक्रमण शुरू करते हैं। उदाहरण के तौर पर शुद्ध टाइटेनियम को लेते हुए, इसका चरण संक्रमण तापमान लगभग 875±5 डिग्री है। यह ध्यान देने योग्य है कि बर्गर का स्थितिगत संबंध ↔ चरण संक्रमण के दौरान अपरिवर्तित रहता है, जो टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ट्यून करने योग्य संरचना के लिए एक महत्वपूर्ण आधार प्रदान करता है।
2. शीतलन प्रक्रिया: गति ऊतक को निर्धारित करती है, और ऊतक प्रदर्शन निर्धारित करता है
शीतलन गति टाइटेनियम मिश्र धातुओं की अंतिम संरचना को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, और विभिन्न शीतलन गति के तहत, टाइटेनियम मिश्र धातुएं पूरी तरह से अलग सूक्ष्म संरचना आकृति विज्ञान बनाएंगी, जो बदले में काफी भिन्न गुण दिखाती हैं।
(1) धीमी शीतलन: व्यवस्थित संक्रमण, एक स्थिर चरण का निर्माण
जब टाइटेनियम मिश्र धातु धीरे-धीरे एकल चरण क्षेत्र से दो चरण क्षेत्र में ठंडा हो जाती है, तो चरण धीरे-धीरे चरण में बदल जाता है, और दोनों सख्ती से बर्गर अभिविन्यास संबंध का पालन करते हैं: (110) //(0001) ; [111] //[11₂0] . इस व्यवस्थित संक्रमण से बनी संरचना अत्यधिक स्थिर है, जो उच्च सामग्री स्थिरता आवश्यकताओं वाले परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है।
(2) तीव्र शीतलन: मजबूती का मार्ग प्रशस्त करने के लिए मेटास्टेबल चरण को प्रेरित करें
तीव्र शीतलन (जैसे पानी का शमन) टाइटेनियम मिश्र धातु संरचना की संतुलन संक्रमण प्रक्रिया को बाधित कर सकता है, जो मार्टेंसिटिक चरण संक्रमण, शमन ω चरण गठन, सुपरसैचुरेटेड चरण पीढ़ी और अवशिष्ट उच्च तापमान चरण प्रतिधारण को प्रेरित कर सकता है। अंतिम परिवर्तन उत्पाद (जैसे ′, ", ω, सुपरकूल्ड चरण, मेटास्टेबल चरण, सुपरसैचुरेटेड चरण) मुख्य रूप से टाइटेनियम मिश्र धातु में स्थिर तत्वों की सामग्री पर निर्भर करते हैं, जो बाद में उम्र बढ़ने को मजबूत करने के लिए "मुख्य कच्चे माल" हैं।
3. उम्र बढ़ने का परिवर्तन: प्रदर्शन छलांग प्राप्त करने के लिए मेटास्टेबल चरण "परिवर्तन"।
तीव्र शीतलन द्वारा निर्मित मेटास्टेबल चरण स्थिर नहीं है, और उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान धीरे-धीरे एक संतुलन चरण में बदल जाएगा, साथ में मेटास्टेबल चरण अपघटन, सुपरसैचुरेटेड चरण अपघटन और अन्य प्रतिक्रियाएं भी होंगी। यह प्रक्रिया मौलिक कारण है कि टाइटेनियम मिश्र धातु गर्मी उपचार के माध्यम से ताकत और कठोरता में सुधार प्राप्त कर सकती है, और यह टाइटेनियम मिश्र धातु के "मूल रूप" से "उच्च - प्रदर्शन रूप" में परिवर्तन में एक महत्वपूर्ण कड़ी भी है।
4. सह-विश्लेषण और परिवर्तन: "प्लास्टिक हत्यारा" जिससे सावधान रहने की जरूरत है
टाइटेनियम मिश्र धातुओं का यूटेक्टिक संक्रमण आमतौर पर टाइटेनियम के स्थिर तत्वों और तेज़ यूटेक्टिक मिश्र धातुओं से बनी मिश्र धातुओं में पाया जाता है, जिससे आमतौर पर सामग्री की प्लास्टिसिटी में कमी आती है, जो सामग्री के प्रसंस्करण और सेवा प्रदर्शन के लिए अच्छा नहीं है। हालाँकि, गलनक्रांतिक परिवर्तन के बाद ऊतक के इज़ोटेर्मल उपचार द्वारा, इसे बेन आकार के गैर-लैमेलर ऊतक में परिवर्तित किया जा सकता है, जो कुछ हद तक प्लास्टिसिटी गिरावट की समस्या को कम करता है।
5. तनाव-प्रेरित चरण संक्रमण: "चरण परिवर्तन-प्रेरित प्लास्टिसिटी" को अनलॉक करें
मेटास्टेबल चरण तनाव या तनाव के तहत मार्टेंसिटिक (उदाहरण के लिए, हेक्सागोनल मार्टेंसिटिक ', ऑर्थोरोम्बिक मार्टेंसिटिक') में बदल जाएगा, एक प्रक्रिया जिसे तनाव प्रेरित चरण संक्रमण के रूप में जाना जाता है। यह संक्रमण एक "चरण संक्रमण प्रेरित प्लास्टिक प्रभाव" उत्पन्न कर सकता है, जो टाइटेनियम मिश्र धातुओं की बढ़ाव और तनाव सख्त दर में काफी सुधार करता है, और जटिल तनाव (जैसे) के तहत परिदृश्यों में टाइटेनियम मिश्र धातुओं के अनुप्रयोग के लिए प्रदर्शन गारंटी प्रदान करता है। एयरोस्पेस संरचनात्मक भाग)।
