Funktionen des Glühprozesses für Titanprodukte

Funktionen des Glühprozesses für Titanprodukte (für Titan und Titanlegierungen wie TA2-Reintitan, Gr5 Ti-6Al-4V usw. geglühte Stäbe)

Nachdem Titanprodukte wie Stangen, Platten oder Rohre gewalzt oder gezogen wurden, unterliegen sie einer Kaltverfestigung, einer Eigenspannung und einer Verformung der Mikrostruktur. Das Glühen erfolgt durch Erhitzen - und Halten von - Abkühlen, um die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verändern

Durch Kaltziehen, Walzen und Richten entstehen erhebliche innere Spannungen im Titanrohr und in der Platte.

Wenn die Spannung nicht entfernt wird, kommt es bei der nachfolgenden Bearbeitung, dem Schneiden und Schweißen leicht zu Verformungen und Verwerfungen, und das Titanrohr und die Titanplatte verbiegen sich während der Lagerung auch von selbst. Nach der Glühbehandlung baut das Produkt jedoch Eigenspannungen ab, die Dimensionsstabilität des Stabes verbessert sich und er verformt sich nach der Verarbeitung nicht. Daher ist die Glühbearbeitung von Titanstabprodukten für das Schweißen von Bauteilen von entscheidender Bedeutung: Die Spannung des Grundmaterials ist gering, wodurch die Neigung zu Schweißverformungen und Rissen nach dem Schweißen verringert wird.
 

Nach der Kaltbearbeitung von Titanrohren und -platten werden die Körner gedehnt und gebrochen, das Material wird härter und spröder und auch die Plastizität verschlechtert sich.

Wenn kein Glühen durchgeführt wird, ist die Härte des Titanrohrs und der Titanplatte hoch, die Dehnung gering und es ist nicht leicht zu biegen, zu dehnen oder anfällig für Risse, und auch der Verschleiß von Bohr- und Schneidwerkzeugen für Verarbeitungsgeräte nimmt zu;

Nach dem Glühen kristallisieren die gebrochenen Körner jedoch neu und bilden gleichachsige Körner. Die Härte nimmt ab und die Dehnung nimmt deutlich zu, wodurch die Plastizität verbessert wird. Aus Sicht des späteren Schweißprozesses des Produkts weist das geglühte Grundmaterial eine bessere Plastizität und Zähigkeit auf und seine Beständigkeit gegen Kaltrisse ist besser als im kalt-gehärteten Zustand; Dies ist der empfohlene Auslieferungszustand für das WIG-Schweißen.
 

Die Korngröße von warm-gewalzten/kalt-Titanrohren und -platten ist nicht einheitlich. Nach dem Glühen erfolgt eine Rekristallisation, die zu einer gleichmäßigen gleichachsigen Struktur führt. Dies liegt vor allem daran, dass nach dem Glühen die Zug- und Streckeigenschaften des Titanrohrs und der Titanplatte im gesamten Stab sehr gleichmäßig sind und auch die Schlagzähigkeit verbessert wird. Und wie wir wissen, sind vollständig geglühte Stäbe Gr5 (Ti-6Al-4V) der am häufigsten verwendete Lieferzustand im Schiffsbau und eignen sich nicht für den direkten Einsatz als drucktragende Bauteilmaterialien ohne Glühen aus kaltgezogenen Stäben.
 

1. Das geglühte Grundmaterial aus Titanrohr und -platte weist eine gleichmäßige Mikrostruktur auf, und unter dem Schweißwärmezyklus sind die Leistungsschwankungen der Schweißnaht + Wärmeeinflusszone geringer;

2. Geringe Eigenspannung, wodurch das Risiko von Rissen im Grundmaterial des Titanrohrs und der Titanplatte nach dem Schweißen verringert wird;

3. Heterogene Elemente und Wasserstoffgehalt können durch einen geeigneten Glühprozess (Vakuumglühen ist besonders offensichtlich) teilweise freigesetzt werden, wodurch das Risiko einer Wasserstoffversprödung, die den Fehlerschwerpunkt von Titan-Schiffskomponenten darstellt, verringert wird.
 

Titanlegierungen müssen im Vakuum geglüht werden; Auf der Oberfläche von geglühtem Titan bildet sich eine Oxidschicht (-sauerstoffreiche Versprödungsschicht). Diese harte und spröde Schicht muss durch maschinelle Bearbeitung entfernt werden, um die Bildung von Poren und Rissen zu vermeiden.

1. Spannungsarmglühen (niedrige Temperatur): nur Spannungsarmglühen, keine vollständige Rekristallisation, die Härte nimmt wenig ab. Wird hauptsächlich für Halbfertigprodukte verwendet.

2. Vollständiges Rekristallisationsglühen (Hochtemperatur-Vakuumglühen): Die auf dem Markt verkauften geglühten Titanrohre und -platten befinden sich in diesem Zustand, die Körner rekristallisieren, die Plastizität und Zähigkeit erreichen die Standardanforderungen und sie sind für die maschinelle Verarbeitung usw. geeignet.

• Ungeglühte Titanrohrplatten: hohe Festigkeit, hart, schlechte Plastizität, hohe innere Spannung, anfällig für Verformung, nicht für den Einsatz als drucktragende Bauteile empfohlen.

• Geglühte Titanstäbe: Spannung eliminiert, ausgezeichnete Plastizität und Zähigkeit, gleichmäßige Mikrostruktur, stabile Abmessungen, nach dem Glühen bevorzugt für den Einsatz in Marine-/Schiffsanwendungen usw.

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