No mikroporaina sūkļa līdz blīvam režģim: dekonstruētu titāna plākšņu un stieņu "metalurģiskā rekombinācija" un augstākās klases inženiertehniskais izkārtojums
Mūsdienu rūpniecības materiālu piramīdā titāns (Titāns) ir pazīstams kā "kosmosa metāls" un "okeāna metāls", jo tam ir nepārspējama īpatnējā izturība un ārkārtēja izturība pret koroziju. Tomēr metalurģijas jomā titāna fascinējošākais slēpjas tā pagātnē un tagadnē: viens gals ir Titanium Sponge, kas ir veidots pēc izdedžiem, ar irdenu struktūru un ļoti viegli oksidējas un eksplodē lielā karstumā; Otrā galā ir augstas-precīzas titāna plāksnes un stieņi ar blīviem iekšējiem režģiem un aukstām sudrabainām virsmām.
Evolūcija no "caurumu sūkļa" par "lielo valsts smago ieroci" ir ne tikai temperatūras un spiediena simfonija, bet arī ekstrēms process mūsdienu metalurģijas tehnoloģijām, lai precīzi kontrolētu metāla mikrostruktūru (mikrostruktūru) un graudu orientāciju.
I. Metalurģiskā reorganizācija: sūkļa titāna pārvēršanas plāksnēs un stieņos "četri galvenie evolūcijas posmi"
Piegādes ķēdē starptautiskajā līmenī, sākot no titāna sūkļa veidošanās līdz gala materiālam (titāna plāksnei, titāna stienim), ir jāpiedzīvo šāda cietā{0}}kodola ražošanas slēgtā cilpa:
1. Lietņu metalurģija: "Režģa dzimšana" vakuumā
Sūkļa titānu nevar apstrādāt tieši. Pirmkārt, titāna sūklis ir precīzi jāsamēro ar alumīniju, vanādiju, molibdēnu, alvu un citiem sakausējuma elementiem un ar augstu spiedienu jāsaspiež elektrodu blokos. Divu{2}}līmeņu kausēšanas lēmums (VAR pret EB): lai novērstu zema-blīvuma ieslēgumus (LDI) un augsta-blīvuma ieslēgumus (HDI), augstas- kvalitātes vai pusvadītāja- kategorijas titāna stieņiem ir jāveic atkārtota VARvakumēšana. Īpaši platu titāna plākšņu sagatavēm mūsdienu rūpniecība dod priekšroku kausēšanai ar elektronu staru kūļa dzesēšanas gultnes krāsni (EBCHM), kas vienlaikus var izliet lielus plakanus lietņus bez atdalīšanas.
2. Cogging Jaunie titāna lietņi ir piepildīti ar kolonnveida graudiem, un materiāls ir stingrs un trausls ar nopietnu anizotropiju.
Lielas kalšanas pakāpes jauda: ir nepieciešams iziet cauri tūkstošiem tonnu hidraulisko presu, lai veiktu atkārtotu pagarināšanu un balstus vairākos virzienos beta fāzes reģionā vai + divu -fāžu reģionā. Šī procesa būtība ir pilnībā sadalīt graudus, izmantojot dinamisko pārkristalizāciju (dinamisko pārkristalizāciju), lai samazinātu līdz smalkiem, viendabīgiem Equiaxed graudiem (Equiaxed Grains), kas ir titāna stieņu augstā noguruma mūža stūrakmens.
3. Shunt Evolution: "termo-mehāniskās deformācijas ūdensšķirtne" starp titāna plāksni un titāna stieni
Pēc augstas kvalitātes sagatavēm (Billet/Slab) titāna plāksnes un titāna stieņi ir nonākuši pavisam citā ražošanas līnijā:
Titāna stieņi (apdares velmēšana un rotācijas kalšana): sagatavi nepārtraukti velmē, velk vai rotē kalšanu vairākās piegājienos. Inženieriem ir stingri jākontrolē apdares temperatūra, lai regulētu titāna stieņa tekstūras kontroli, lai nodrošinātu, ka tā stiepes izturība un tecēšanas izturība ir ideāli saskaņota.
Titāna plāksne (šķērsvirziena velmēšana un karstā velmēšana/aukstā velmēšana): lai novērstu metāla anizotropiju vienvirziena velmēšanas laikā, augstākās klases titāna plāksne izmanto krusteniskās velmēšanas (cross rolling) procesu (tas ir, griežas par 90 grādiem pēc gareniskās velmēšanas un atkārtotas velmēšanas). Precīzi kontrolējot karstās un aukstās velmēšanas spiediena attiecību uz leju-, tiek nodrošināta spēka vienmērība uz plāksni jebkurā virzienā.
4. Vakuuma atkausēšana un apdare Galīgās titāna plāksnes un stieņi ir jāatkausē augsta vakuuma krāsnī, lai novērstu iekšējo atlikušo spriegumu un novērstu ūdeņraža trauslumu. Virsma ir kodināta, bezcentra slīpēta (titāna stieņiem) vai pulēta, lai izveidotu perfektu virsmas stāvokli gala piegādei.
II. Pārrobežu karte-: visprogresīvākās-zilās okeāna trases atšifrēšana, ko kontrolē titāna plāksnes un stieņi
Papildus labi zināmajiem-civilās aviācijas lidmašīnu fizelāžas rāmjiem un ķīmiskajiem siltummaiņiem augstas-kvalitātes titāna materiāli dominē tālāk minētajās augstas{2}}premium zonās:
1. Pusvadītāju mikroshēmas: īpaši-augstas-tīrības pakāpes titāna plāksnes-elektroniskas-izputināšanas mērķa sagataves
Pusvadītāju plāksnīšu ražošanā metāla barjeras un mikronu{0}}mēroga mikroshēmu plāksnītes tiek veidotas ar PVD izsmidzināšanu. Tas prasa, lai titāna mērķa tīrībai, ko izmanto kā iztvaikošanas avotu, būtu jābūt virs 99,999% (5N). Īpaši-augstas-tīrības titāna plāksnēm, kas veidotas vakuumkausēšanas un super-lielas deformācijas šķērs-velmēšanas rezultātā, mikroskopiskais graudu izmērs ir mazāks par 50 um un augsta konsekventa kristāla orientācija, kas tieši nosaka plēves biezuma vienmērīgumu izsmidzināšanas laikā.
2. Biomedicīna: medicīniskie titāna stienīši-implantējami ortopēdiski locītavu un mugurkaula nagi (ortopēdiskie implanti)
Cilvēka kaulu remontā Ti-6Al-4V ELI (ultra-low gap element) titāna stieņi, kas atbilst ASTM F136 standartam, ir starptautiskā mērogā. Skābekļa saturs šajā titāna stieņā tiek stingri kontrolēts ar mazāku vai vienādu ar 0. 13%. Smalki-graudaini, augstas tīrības pakāpes medicīniskā titāna stieņi ir CNC precīzi apstrādāti, lai tie kļūtu par cilvēka kaulu nagiem un mākslīgajām locītavām, kas nodrošina ārkārtēju izturību pret nogurumu, vienlaikus nodrošinot perfektu bioloģisko saderību un nulles citotoksicitāti.
3. Tirdzniecība: titāna stieņu kalumi{1}}jauni raķešu dzinēju disku komponenti
Attīstoties atkārtoti lietojamām raķetēm, dzinēju turbosūkņiem un serdeņu diskiem (diskiem) ir jāiztur milzīgas dinamiskas slodzes no ārkārtēja aukstuma (šķidrais ūdeņradis/šķidrais skābeklis) līdz mērenai temperatūrai. Diskam, kas kalts no augstas klases titāna stieņiem, izmantojot karstās kalšanas procesu, ir ārkārtīgi augsta izturība pret lūzumiem (lūzuma izturība), un tas ir "tērauda un dzelzs kauls", kas atbalsta drošu raķešu atjaunošanu.
