A titán és ötvözeteinek hegesztési jellemzői
1 Fizikai és kémiai tulajdonságaititán és ötvözeteiA titánnak két allotropja van, amelyeket α és β képvisel, 882,5 °C-os átmeneti hőmérséklettel, alacsony hőmérsékletű kristály α egy szorosan csomagolt hatszögletű rács, és stabil β 882,5 °C felett A kristály testközpontú köbös rács. A titán gyenge hővezető képességgel rendelkezik, és hővezető képessége valamivel alacsonyabb, mint a rozsdamentes acélé. Ha a titánban szennyeződések vannak, a hővezető képessége csökken. Az 1. táblázat felsorolja az ipari tiszta titán és más fémanyagok fő fizikai tulajdonságainak összehasonlítását.
2 Titánötvözet hegesztési szerkezete
Az ipari tiszta titán és a titánötvözet hegesztett szerkezete szobahőmérsékleten egyfázisú, és a hűtési sebességtől függően cikk-cakk vagy tűszerű szerkezet alakul ki. A különböző mechanikai tulajdonságoknak nincs jelentős változása a nemesfémhez képest, és a hegesztési teljesítmény jó. A β fázisból történő hűtés során α+β titánötvözet martenzitet (α fázist) képez, és α fázisának mennyisége és tulajdonságai az ötvözet összetételének és hűtési sebességének megfelelően változnak. Általánosságban elmondható, hogy a fázis növekedésével csökken az ötvözet hajlékonysága és keménysége. Még a jó hegeszthetőségű Ti-6Al-4V esetében is, amikor a β stabilizáló vanádium tartalma több mint 5%, a hegeszthetőség csökken. A béta-titán ötvözet martenzitképződési hőmérséklete alacsonyabb, mint a szobahőmérséklet, és a hegesztés metastabil béta fázisban van, így a hegeszthetőség nem romlik. A túl sok ötvözőelem hozzáadása miatt azonban gyakran hiányzik az bővíthetőség. Ezenkívül az öregedés és a hideg munka növeli az ötvözet szilárdságát, míg a hegesztés szilárdságvesztést okoz, így a hegesztést nem használják titánötvözet feldolgozására.
3 Titánötvözetek hegesztési hibái
3.1 Embrittlement a hegesztett közös területen
A titán és titán ötvözetek hegesztési területe érzékeny a szennyeződések, például a gáz és a embrittlement szennyeződésére. A embrittlementet okozó fő elemek az O, N, H, C stb. A titán és titán ötvözetek szobahőmérsékleten viszonylag stabilak, de a hőmérséklet növekedésével a titán és titánötvözetek O, N és H elnyelésére való képessége is jelentősen növekszik. A ti 250°C-ról, az oxigént 400°C-ról és a nitrogént 600°C-ról kezdi el felszívni. A nitrogén és az oxigén nagy hatással van az ízületek szilárdságára és a hajlító plaszticitásra. A hegesztés nitrogén- és oxigéntartalmának növekedésével az ízületi szilárdság növekszik, a hajlító plaszticitás csökken, és a nitrogén hatása nagyobb, mint az oxigéné. A hidrogén elsősorban az ízület hatásállóságát befolyásolja.
3.2 Hegesztési zóna repedési tendenciája
(1) Forró repedések.
Mivel a titán és a titánötvözetek kevesebb szennyeződést tartalmaznak, mint például az S, P és C, kevés alacsony olvadáspontú eutectikát képeznek a gabonahatárokon, és a kristályosodási hőmérsékleti tartomány nagyon keskeny, és a hegesztés zsugorodása kicsi, amikor megszilárdul, így a forró repedésekre való érzékenység magas. Alacsony.
(2) Hideg repedések és késleltetett repedések.
Amikor a hegesztés oxigén- és nitrogéntartalma magas, a hegesztési teljesítmény törékeny lesz, és a repedések nagyobb hegesztési stressz hatására jelennek meg, amely alacsonyabb hőmérsékleten alakul ki.
A titánötvözetek hegesztésekor néha késleltetett repedések jelennek meg a hő által érintett zónában, és a hidrogén a késleltetett repedések kialakulásának fő oka. A késleltetett repedés megelőzésének fő módja a hidrogén forrásának csökkentése a hegesztett ízületekben, és szükség esetén vákuumos lágyítás végezhető a hegesztett kötések hidrogéntartalmának csökkentése érdekében.
3.3 Hegesztett pórusok
A porozitás gyakori hiba a titán és a titán hegesztésébentitánötvözetek. Az O2, N2, H2, CO2 és H2O mind porozitást okozhatnak. A titán és titánötvözet hegesztések pórusai többnyire a fúziós zóna közelében oszlanak el, ami a titán és titánötvözetek pórusainak jellemzője. A hegesztés pórusai nemcsak stresszkoncentrációt okoznak, hanem csökkentik a pórusok körüli fém plaszticitását, sőt a teljes hegesztett ízület töréséhez is vezetnek. Ezért a pórusok kialakulását szigorúan ellenőrizni kell.