Od mikroporéznej špongie k hustej mriežke: metalurgická rekombinácia dekonštruovaných titánových platní a tyčí a špičkové{0}}technické usporiadanie

V materiálovej pyramíde moderného priemyslu je titán (titán) známy ako „vesmírny kov“ a „oceánsky kov“ pre svoju bezkonkurenčnú špecifickú silu a extrémnu odolnosť proti korózii. V oblasti metalurgie však najfascinujúcejšie na titáne spočíva v jeho minulom a súčasnom živote: jedným koncom je titánová špongia, ktorá má tvar trosky, má voľnú štruktúru a veľmi ľahko sa oxiduje a pri vysokej teplote exploduje; Na druhom konci sú vysoko presné titánové dosky a tyče s hustými vnútornými mriežkami a studenými striebristými povrchmi.

Vývoj od „dierovej huby“ k „ťažkej zbrani veľkej krajiny“ nie je len symfóniou teploty a tlaku, ale aj extrémnym procesom modernej metalurgickej technológie na presné riadenie mikroštruktúry (mikroštruktúry) kovu a orientácie zŕn.

I. Metalurgická reorganizácia: „štyri jadrové vývojové štádiá“ premeny titánovej huby na platne a tyče

V dodávateľskom reťazci na medzinárodnej úrovni, od vytvorenia titánovej špongie až po finálny materiál (titánová doska, titánová tyč), je potrebné zažiť nasledujúce uzavreté kruhy výroby tvrdého-jadra:

1. Metalurgia ingotov: "Zrodenie mriežky" vo vákuu

Titánová huba nemôže byť spracovaná priamo. V prvom rade je potrebné, aby titánová špongia bola presne proporcionálna s hliníkom, vanádom, molybdénom, cínom a inými zliatinovými prvkami a zalisovaná do elektródových blokov vysokým tlakom. Dvojité{2}}rozhodnutie pre tavenie (VAR vs. EB): Aby sa eliminovali inklúzie s nízkou{4}}hustotou (LDI) a -inklúzie s vysokou hustotou (HDI), vysoko-kvalitné alebo polovodičové-ingoty titánu akosti musia prejsť 2 až 3 spotrebným materiálom vo vákuovej peci VAR. Pre predvalky z ultra-širokého titánového plechu moderný priemysel uprednostňuje tavenie v peci s chladením elektrónovým lúčom (EBCHM), ktorá dokáže odlievať veľké ploché ingoty bez segregácie naraz.

2. Ryhovanie Novo odliate titánové ingoty sú plnené stĺpcovými zrnami a materiál je tuhý a krehký s výraznou anizotropiou.

Sila veľkého kovacieho pomeru: je potrebné prejsť cez tisíce ton hydraulických lisov na opakované predlžovanie a prerážanie vo viacerých smeroch v oblasti beta fázy alebo + dvoj{1}}fázovej oblasti. Podstatou tohto procesu je úplné rozbitie zŕn prostredníctvom dynamickej rekryštalizácie (dynamická rekryštalizácia), aby sa zredukovali na jemné, rovnomerné rovnoosé zrná (ekviaxiálne zrná), čo je základným kameňom vysokej únavovej životnosti titánových tyčí.

3. Shunt Evolution: „Termo-mechanické deformačné predely“ medzi titánovou doskou a titánovou tyčou

Po vysoko{0}}kvalitných predvalkoch (predvalky/doska) prešli titánové platne a titánové tyče na úplne inú výrobnú linku:

Titánové tyče (dokončovacie valcovanie a rotačné kovanie): Predvalok je nepretržite valcovaný, ťahaný alebo rotačne kovaný vo viacerých prechodoch. Inžinieri musia prísne kontrolovať konečnú teplotu, aby regulovali kontrolu textúry titánovej tyče, aby sa zabezpečilo, že jej pevnosť v ťahu a medza klzu budú dokonale prispôsobené.

Titánový plech (krížové valcovanie vs. valcovanie za tepla/valcovanie za studena): Aby sa eliminovala anizotropia kovu počas-jednosmerného valcovania, používa sa špičková{2}}titánová doska proces krížového valcovania (priečne valcovanie) (to znamená otáčanie o 90 stupňov po pozdĺžnom valcovaní a opätovnom valcovaní). Presným riadením pomeru prítlaku- valcovania za tepla a za studena je zabezpečená rovnomernosť sily pôsobiacej na dosku v akomkoľvek smere.

4. Vákuové žíhanie a konečná úprava Finálne titánové dosky a tyče je potrebné žíhať vo vysokovákuovej peci, aby sa eliminovalo vnútorné zvyškové napätie a zabránilo sa vodíkovému skrehnutiu. Povrch je morený, bezhrotý brúsený (pre titánové tyče) alebo leštený, aby sa vytvoril dokonalý povrchový stav pre finálnu dodávku.

II. Hraničná-mapa: rozlúštenie-hrannej modrej oceánskej cesty ovládanej titánovými platňami a tyčami

Okrem dobre{0}}známych rámov trupu lietadiel civilného letectva a chemických výmenníkov tepla dominujú vysokokvalitné-titánové materiály v nasledujúcich nižšie uvedených vysoko-prémiových oblastiach:

1. Polovodičové čipy: ultra-vysoko{2}}titánové platne{3}}elektronické-kvalitné naprašovacie terče

Pri výrobe polovodičových plátkov sa kovové bariéry a plátkové hradlá mikron{0}}čipov vytvárajú PVD naprašovaním. To vyžaduje, aby čistota titánového terča použitého ako zdroj odparovania bola vyššia ako 99,999 % (5N). Mimoriadne{5}}titánové platne{6}}vysokej čistoty vytvorené vákuovým tavením a super{7}}krížovým valcovaním s veľkou deformáciou{8}} majú zvyčajne mikroskopickú veľkosť zrna menšiu ako 50 um a vysoký stupeň konzistentnej orientácie kryštálov, čo priamo určuje rovnomernosť hrúbky filmu počas naprašovania.

2. Biomedicína: Lekárska titánová tyč-implantovateľné ortopedické kĺbové a miechové nechty (ortopedické implantáty)

Pri oprave ľudskej kosti je výber titánových tyčí Ti-6Al-4V ELI (ultra{8}}low gap element), ktoré spĺňajú normu ASTM F136, medzinárodným mainstreamom. Obsah kyslíka v tejto titánovej tyči je prísne kontrolovaný v rámci Menej alebo rovného 0. 13 %. Jemnozrnné, vysoko čisté lekárske titánové prúty sú CNC presne opracované tak, aby sa z nich stali ľudské kostné klince a umelé kĺby, ktoré poskytujú extrémnu odolnosť voči únave a zároveň zabezpečujú dokonalú biologickú kompatibilitu a nulovú cytotoxicitu.

3. Reklama: Titánové tyčové zápustkové výkovky-nové komponenty disku raketového motora

S vývojom opakovane použiteľných rakiet musia motorové turbočerpadlá a jadrové disky (Disk) vydržať obrovské dynamické zaťaženie od extrémneho chladu (kvapalný vodík/kvapalný kyslík) až po mierne teploty. Disk vykovaný zo špičkových-titánových tyčí prostredníctvom procesu kovania za tepla má extrémne vysokú lomovú húževnatosť (lomová húževnatosť) a je to „oceľová a železná kosť“, ktorá podporuje bezpečnú obnovu rakiet.