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鈦及鈦合金行業

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鈦合金與素鋼是一樣的嗎?

   2015-05-22 IP屬地 陜西9180
  含大于14%的低碳鉻不銹鋼,含鉻大干27%的任何含碳量的鉻不銹鋼,以及在上述成分基礎上再添加有、硅、鋁、、等元素的不銹鋼,化學成分中形成鐵素體的元素占絕對優勢,基體組織為鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀態下的組織為鐵素體,退火及時效狀態的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。
  屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。
  鐵素體不銹鋼帶的冷軋加工,增加工作輥的粗糙度,工作輥分成精軋輥,用于最后1-2道次軋制,粗軋輥用于其余道次軋制;前三道次的壓下率減少和增加,其余道次壓下率遞減,最后1-2道次控制在15-8%,控制第1道次的前、后張力,單位張力不大于5公斤/毫米↑[2]。工作輥的粗糙度提高,使消除表面缺陷的能力提高,降低了成本,提高了軋制速度、產量。調整壓下率,使材料各向異性得到有效控制,產品質量提高。控制前、后張力,使打滑斷帶、絞入事故下降,板形得到提高。
  鈦及鈦合金的加工性能:
  1.切削加工性能
  鈦合金強度高、硬度大,所以要求加工設備功率大,模具、刀具應有較高的強度和硬度。切削加工時,切屑與前刀面接觸面積小,刀尖應力大。與45鋼相比,鈦合金的切削力雖然只有其2/3—3/4,可是切屑與前刀面的接觸面積卻更小(只有45鋼的1/2—2/3),所以刀具切削刃承受的應力反而更大,刀尖或切削刃容易磨損;鈦合金摩擦因數大,而熱導率低(分別僅為鐵和鋁的1/4和1/16);刀具與切屑的接觸長度短,切削熱積聚于切削刃附近的小面積內而不易散發,這些因素使得鈦合金的切削溫度很高,造成刀具磨損加快并影響加工質量。由于鈦合金彈性模量低,切削加工時工件回彈大,容易造成刀具后刀面磨損的加劇和工件變形;鈦合金高溫時化學活性很高,容易與空氣中的氫、氧等氣體雜質發生化學反應,生成硬化層,同時進一步加劇了刀具的磨損;鈦合金切削加工中,工件材料極易與刀具表面粘結,加上很高的切削溫度,所以刀具易于產生擴散磨損和粘結磨損。
  2.磨削加工性能
  鈦合金化學性質活潑、在高溫下易與磨料親和并粘附,堵塞砂輪,導致砂輪磨損加劇,磨削性能降低,磨削精度不易保證。砂輪磨損同時也增大了砂輪與工件之間的接觸面積,致使散熱條件惡化,磨削區溫度急劇升高,在磨削表面層形成較大的熱應力,造成工件的局部燒傷,產生磨削裂紋。鈦合金強度高、韌性大,使磨削時磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應增加。鈦合金熱導率低、比熱小、磨削時熱傳導慢,致使熱量積聚在磨削弧區,造成磨削區溫度急劇升高。
  3.擠壓加工性能
  對鈦及鈦合金進行擠壓加工時,要求擠壓溫度高,擠壓速度快,以防溫降過快,同時應盡量縮短高\溫坯錠與模具的接觸時間。因此擠壓模具應選用新型耐熱模具材料,坯錠由加熱爐到擠壓筒的輸送速度也要快。鑒于在加熱和擠壓過程中金屬易被氣體污染,故還應采用適當的保護措施。擠壓時應選擇合適的潤滑劑,以防粘結模具,如采用包套擠壓和玻璃潤滑擠壓。因鈦及鈦合金的變形熱效應較大,導熱性較差,故在擠壓變形時還要特別注意防止過熱現象。鈦合金的擠壓過程比鋁合金、銅合金、甚至鋼的擠壓過程更為復雜,這是由鈦合金特殊物理化學性能所決定的。鈦合金在常規熱反擠成形時,模具溫度低,與模具接觸的坯料表面溫度迅速下降,而坯料內部因變形熱而溫度升高。由于鈦合金熱導率低,表層溫度下降后,內層坯料熱量不能及時傳輸到表層補充,會出現表面硬化層,而使得變形難以繼續進行。同時,表層與內層會產生很大的溫度梯度,即使能成形,也容易造成變形和組織不均勻。
 
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