تطوير سبائك التيتانيوم منخفضة التكلفة وطرق تحسين أداء المعالجة

Ti-6AL-4V ELI تيتانيوم بارلديه مزايا قوة محددة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل وأداء درجات الحرارة العالية، ويستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران والهندسة البحرية والصناعات الكيماوية والمعادن والطبية والصحية وغيرها من المجالات. مع تطور الاقتصاد العالمي والفهم الجديد لمواد التيتانيوم في العديد من البلدان، تم إجراء البحث والتطوير واحدًا تلو الآخر، وتم تحقيق التطبيقات العملية في العديد من المجالات. على وجه الخصوص، أدى التطور السريع في صناعات الطيران والبتروكيماويات وبناء السفن إلى تعزيز البحث والتطوير وإنتاج مواد التيتانيوم في مختلف البلدان. ومع ذلك، نظرًا لخصائص الإنتاج والمعالجة لمواد التيتانيوم، فإن عملية إنتاجها معقدة، وعملية المعالجة طويلة، وإنتاجية المنتجات النهائية منخفضة، بحيث تكون تكلفة منتجاتها النهائية مرتفعة لفترة طويلة، مما يحد بشكل كبير من استخدامه في المجال المدني. لهذا السبب، أصبح البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا إنتاج مواد سبائك التيتانيوم منخفضة التكلفة محور البحث الحالي.

سنقدم لكم اليوم أفكار تطوير سبائك التيتانيوم منخفضة التكلفة في الصناعة وطرق تحسين أداء معالجة سبائك التيتانيوم:

أفكار لتطوير سبائك التيتانيوم منخفضة التكلفة

مع تطور تكنولوجيا تعدين التيتانيوم وسبائك التيتانيوم والتقدم العلمي والتكنولوجي، تتمتع سبائك التيتانيوم والتيتانيوم بآفاق تطبيق واسعة في مجال الطيران والمعادن الكيميائية والسفن والسيارات والبناء والمعدات الطبية والسلع الرياضية. ومع ذلك، نظرًا لخصائص النشاط الكيميائي العالي، والتوصيل الحراري المنخفض، والتشوه الصعب، ومتطلبات التحكم في المعالجة الحرارية العالية للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم، فمن الصعب جدًا استخراج التيتانيوم وصهره ومعالجته، مما يجعل تكلفة إنتاج التيتانيوم المنتجات باهظة الثمن وتحد من جودة التيتانيوم. تطبيق المنتجات على نطاق واسع، لذلك تم إجراء الكثير من الأبحاث في الداخل والخارج لتقليل تكاليف التصنيع والمعالجة لمنتجات التيتانيوم وسبائك التيتانيوم.

في الوقت الحاضر، الطرق الرئيسية لتقليل تكلفة منتجات التيتانيوم هي: استبدال عناصر صناعة السبائك باهظة الثمن بعناصر صناعة السبائك الرخيصة لتصميم مكونات السبائك، وتحسين أداء معالجة السبائك، وتصميم عمليات التحضير والمعالجة.

طرق لتحسين إمكانية تصنيع سبائك التيتانيوم

تحسين أداء معالجة سبائك التيتانيوم، وذلك بشكل أساسي عن طريق إضافة عناصر السبائك، من ناحية، تحسين قدرة التشوه البارد والساخن لسبائك التيتانيوم، وتحسين قدرة التشوه للسبائك، وتحسين إنتاجية السبائك، وبالتالي تقليل التكلفة؛ من ناحية أخرى، تحسين أداء تصنيع السبائك، وتحسين كفاءة تصنيع السبائك وجودة السطح، وبالتالي تقليل التكاليف.

في الوقت الحاضر، هناك العديد من سبائك التيتانيوم المصممة بنجاح لتحسين أداء معالجة سبائك التيتانيوم، مثل سبائك التيتانيوم SP700 اليابانية (Ti{{1}).5Al-3V-2Mo{{5} }Fe)، الذي يتمتع بمرونة فائقة جيدة؛ سبائك التيتانيوم DAT52F اليابانية (Ti- 3Al -2V -0.2Si -0.47Ce -0.27La)، والتي تتميز بقدرة تصنيع ممتازة؛ سبيكة 21s الأمريكية (Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si)، التي تتمتع بقابلية تشغيل ممتازة على البارد، وما إلى ذلك. تحقق سبائك التيتانيوم SP700 اللدونة الفائقة للسبيكة عن طريق زيادة محتوى العناصر المستقرة ذات الطور المتماثل Mo و V والعناصر المستقرة من النوع eutectoid Fe، مع تقليل نقطة انتقال الطور وتحسين قدرة انتشار الطور. تيتانيوم SP700 يمكن أن تظهر السبيكة مرونة فائقة عند درجة (770-800) ويمكن أن تصل الاستطالة إلى 2000%. بالمقارنة مع سبائك التيتانيوم TC4، فإن سبائك التيتانيوم SP700 لديها قوة ومرونة أعلى، وأداء أفضل للتعب، وقابلية تشغيل أفضل على البارد والساخن. حسنًا، يمكن أن يصل معدل العمل البارد إلى 70%؛ تتم إضافة سبيكة DAT52F مع عناصر أرضية نادرة لجعلها تتمتع بقابلية تصنيع ممتازة.

إن استخدام تصميم المعالجة المعقول يمكن أن يجعل السبيكة تتمتع بأداء معالجة جيد وتحصل على فوائد هائلة. على سبيل المثال، تبلغ تكلفة Timetal62S التي طورتها شركة Timet الأمريكية باستخدام سبيكة Fe-Mo بدلاً من Al-Mo الرئيسية 75% إلى 80% من تكلفة Ti-6AL-4V ELI Titanium شريط، ولديه قابلية تشغيل ممتازة على البارد والساخن ويمكن استخدامه في معالجة منتجات الصفائح المعدنية الفضائية. مثال آخر هو استخدام الفرن الصدفي لتحضير Ti-6Al-4V-0.25O الغني بالأكسجين بشرط تخفيف محتوى الأكسجين. إن مقاومته للرصاص وخصائصه الميكانيكية وقابلية المعالجة أفضل من Ti-6AL-4V ELI Titanium Bar، لكن التكلفة أقل.

تعد تقنية المعالجة الحرارية للهيدروجين لسبائك التيتانيوم التي تم تطويرها في أواخر السبعينيات والثمانينيات وسيلة فعالة للغاية لتحسين خصائص معالجة سبائك التيتانيوم. تستخدم تقنية معالجة الهيدروجين الحراري بشكل أساسي تحويل الطور الناتج عن الهيدروجين، واللدونة الهيدروجينية، والسبائك القابلة للعكس. ، إعادة بناء البنية المجهرية، وذلك لتحقيق الغرض من تحسين أداء معالجة سبائك التيتانيوم. تم إجراء الكثير من الأبحاث حول تكنولوجيا المعالجة بالهيدروجين الحراري في الداخل والخارج، ولكن نادرًا ما يتم استخدام هذه التكنولوجيا في الصناعة.