Fl-ajruspazju, apparat mediku, manifattura ta 'tagħmir ta'-livell għoli, u oqsma oħra, il-liga tat-titanju saret materjal ewlieni indispensabbli minħabba s-saħħa eċċellenti, ir-reżistenza għall-korrużjoni u l-proprjetajiet ħfief tagħha. Il-prestazzjoni eċċellenti tal-ligi tat-titanju hija inseparabbli mir-regolament preċiż tal-proċess tat-trattament tas-sħana u t-trasformazzjonijiet strutturali kumplessi li jseħħu matul il-proċess. Illum, se nidħlu fl-għarfien ewlieni tat-trattament tas-sħana tal-liga tat-titanju u t-trasformazzjoni tat-tessuti, u niskopru l-kodiċi tekniku wara dan il-"metall spazjali".
Liġi tat-trasformazzjoni mekkanika fit-trattament bis-sħana ta 'ligi tat-titanju
L-essenza tat-trattament tas-sħana hija li tiggwida t-trasformazzjoni ordnata tal-istruttura interna tal-liga tat-titanju permezz tar-regolazzjoni tat-temperatura u l-veloċità tat-tkessiħ. Mit-tisħin għat-tkessiħ għat-tixjiħ, l-istruttura tal-ligi tat-titanju tgħaddi minn serje ta 'bidliet kumplessi li jiddeterminaw direttament il-proprjetajiet finali tal-materjal.
1. Proċess ta 'Tisħin: It-"Trio" ta' Irkupru, Rikristallizzazzjoni u Tranżizzjoni tal-Fażi
Meta msaħħna, il-ligi tat-titanju normalment jgħaddu minn trasformazzjoni tal-forma tal-kristall (tranżizzjoni bejn il-fażi u l-fażi) fl-istess ħin, u jekk tkun liga tat-titanju deformata kiesħa-, se tgħaddi wkoll minn proċessi ta 'rkupru u rikristallizzazzjoni, li flimkien jiffurmaw il-mikrostruttura wara t-tisħin.
(1) Restawr u rikristallizzazzjoni: issewwi l-istruttura deformata u ottimizza l-istruttura tal-qamħ
Wara xogħol kiesaħ, liga tat-titanju għandha numru kbir ta 'difetti kkawżati minn deformazzjoni (bħal diżlokazzjoni u vakanza), u wara li ssaħħan għal ċerta temperatura, "irkupru" l-ewwel iseħħ: f'450 ~ 640 grad (it-temperatura ta' rkupru hija aktar baxxa mit-temperatura ta 'rikristallizzazzjoni), parti mill-istress intern hija eliminata permezz tal-moviment bil-mod tal-vakanza tal-materjal u l-forma ta' qamħa di baslokazzjoni tal-vakanza mhux mibdula.
Hekk kif it-temperatura tkompli tiżdied, tibda sseħħ "rikristallizzazzjoni": qmuħ isoassjali ħielsa ġodda mhux{-distorsjoni- jidhru gradwalment fl-istruttura deformata, u dawn il-ħbub ġodda gradwalment se jissostitwixxu l-ħbub deformati, eventwalment inaqqsu l-ebusija tal-materjal u jirrestawraw il-plastiċità tiegħu. Il-karatteristiċi tar-rikristallizzazzjoni ta 'tipi differenti ta' ligi tat-titanju huma ovvjament differenti:
• liga tat-titanju: kapaċità limitata ta 'deformazzjoni kiesħa, diffiċli biex tirfina l-ħbub permezz ta' deformazzjoni u rikristallizzazzjoni;
• liga tat-titanju: kapaċità qawwija ta 'deformazzjoni kiesħa, li tista' tikseb ċertu grad ta 'raffinament tal-qamħ permezz ta' deformazzjoni u rikristallizzazzjoni;
• liga tat-titanju duplex: Bl-għajnuna ta 'deformazzjoni u rikristallizzazzjoni, tista' mhux biss tirfina l-istruttura, iżda wkoll ittejjeb aktar il-plastiċità.
(2) transizzjoni tal-fażi għall-fażi: il-"swiċċ tat-temperatura" tal-forma tal-kristall
Meta t-temperatura tat-tisħin taqbeż → punt ta 'tranżizzjoni tal-fażi, il-ligi tat-titanju jibdew transizzjoni tal-kristall minn fażi għal fażi. Meta tieħu titanju pur bħala eżempju, it-temperatura tat-tranżizzjoni tal-fażi tagħha hija ta 'madwar 875±5 grad. Ta 'min jinnota li r-relazzjoni pożizzjonali tal-Burgers tibqa' l-istess matul it-tranżizzjoni tal-fażi ↔, li tipprovdi bażi importanti għall-istruttura tunable tal-ligi tat-titanju.
2. Proċess ta 'tkessiħ: Il-veloċità tiddetermina t-tessut, u t-tessut jiddetermina l-prestazzjoni
Il-veloċità tat-tkessiħ hija fattur ewlieni li jaffettwa l-istruttura finali tal-ligi tat-titanju, u taħt veloċitajiet differenti tat-tkessiħ, il-ligi tat-titanju se jiffurmaw morfoloġija ta 'mikrostruttura kompletament differenti, li mbagħad turi proprjetajiet differenti b'mod sinifikanti.
(1) Tkessiħ bil-mod: transizzjoni ordnata, li tifforma fażi stabbli
Meta l-liga tat-titanju tkessaħ bil-mod mir-reġjun ta '-fażi waħda għar-reġjun ta' żewġ-fażi, il-fażi tinbidel gradwalment għall-fażi, u t-tnejn isegwu b'mod strett ir-relazzjoni ta 'orjentazzjoni tal-Burgers: (110) //(0001) ; [111] //[11₂0] . L-istruttura ffurmata minn din it-tranżizzjoni ordnata hija stabbli ħafna, li hija adattata għal xenarji b'rekwiżiti ta 'stabbiltà materjali għolja.
(2) Tkessiħ rapidu: indotta fażi metastabbli biex twitti t-triq għat-tisħiħ
Tkessiħ rapidu (bħal tkessiħ ta 'l-ilma) jista' jfixkel il-proċess ta 'tranżizzjoni ta' ekwilibriju ta 'struttura ta' liga tat-titanju, li jista 'jikkaġuna tranżizzjonijiet ta' fażi martensitika, formazzjoni ta 'fażi ω imkessħa, ġenerazzjoni ta' fażi supersaturata, u żamma ta 'fażi ta' temperatura għolja residwa-. Il-prodotti tat-trasformazzjoni finali (bħal ′, ", ω, fażi supercooled, fażi metastabbli, fażi supersaturated) jiddependu prinċipalment fuq il-kontenut ta 'elementi stabbli fil-liga tat-titanju, li huma l- "materja prima ewlenija" għat-tisħiħ sussegwenti tat-tixjiħ.
3. Trasformazzjoni tax-xjuħija: fażi metastabbli "trasformazzjoni" biex tinkiseb qabża ta 'prestazzjoni
Il-fażi metastabbli prodotta minn tkessiħ rapidu mhix stabbli, u se tinbidel gradwalment għal fażi ta 'ekwilibriju matul il-proċess ta' tixjiħ, akkumpanjata minn dekompożizzjoni ta 'fażi metastabbli, dekompożizzjoni ta' fażi supersaturata u reazzjonijiet oħra. Dan il-proċess huwa r-raġuni fundamentali għaliex il-ligi tat-titanju jistgħu jiksbu titjib fis-saħħa u l-ebusija permezz ta 'trattament bis-sħana, u huwa wkoll rabta ewlenija fit-trasformazzjoni ta' ligi tat-titanju minn "forma bażika" għal "forma ta '-prestazzjoni għolja".
4. Ko-analiżi u trasformazzjoni: il-"qattiel tal-plastik" li jeħtieġ li toqgħod attenta għalih
It-tranżizzjoni ewtektika tal-ligi tat-titanju tinstab komunement f'ligi komposti minn elementi stabbli ta 'titanju u ligi ewtektiċi veloċi, li normalment iwassal għal tnaqqis fil-plastiċità tal-materjal, li mhix tajba għall-ipproċessar u l-prestazzjoni tas-servizz tal-materjal. Madankollu, permezz ta 'trattament iżotermiku tat-tessut wara trasformazzjoni ewtektika, jista' jiġi trasformat f'tessut mhux-lamellari tad-daqs Bain, li jtaffi l-problema tat-tnaqqis tal-plastiċità sa ċertu punt.
5. Stress-Tranżizzjoni tal-Fażi Indotta: Nisfruttaw "Bidla tal-Fażi-Plastiċità Indotta"
Il-fażi metastabbli se tittrasforma f'martensitika (eż., martensitika eżagonali ′, martensitika orthorhombic ") taħt strain jew stress, proċess magħruf bħala stress-transizzjoni tal-fażi indotta. Din it-tranżizzjoni tista 'tipproduċi "transizzjoni ta' fażi-effett plastik indott", li ttejjeb b'mod sinifikanti t-titwil u r-rata ta 'ebusija tar-razza ta' titanju garanzija ta 'liegi ta' titanju kumplessi ta 'applikazzjoni ta' ligi ta 'applikazzjoni ta' titanju u jipprovdi xenarji ta 'prestazzjoni kumplessi. tensjonijiet (bħal partijiet strutturali aerospazjali).
