Helstu varúðarráðstafanir við hitameðhöndlun títanplötuíhluta
1. Stjórnun andrúmslofts: Aðaláhyggjuefnið
Mikil efnahvarfsemi títan við hærra hitastig gerir lofthjúpsstjórnun að mikilvægasta þættinum í hitameðferð. Ólíkt stáli er ekki hægt að vernda títan með hefðbundnu andrúmslofti eins og vetni, kolmónoxíði eða sprungnu ammoníaki þar sem það hvarfast auðveldlega við þessar lofttegundir.
Tómarúmsofn (valið):Tómarúmhitameðferð er ákjósanlegur kostur fyrir títanplötuíhluti. Það veitir hæsta stig verndar með því að fjarlægja nánast allar lofttegundir í andrúmsloftinu frekar en að skipta um þær. Fyrir lofttæmisglæðingu ætti vinnuþrýstingnum að jafnaði að vera ekki minna en 2×10⁻³ Pa til að forðast tæringu á yfirborði lofttæmis af völdum of lágs þrýstings. Sum forrit nota há-argon til að stjórna hlutaþrýstingi.
Óvirkt gas andrúmsloft:Þegar lofttæmdarofnar eru ekki tiltækir getur há-argon- eða helíumloft veitt fullnægjandi vernd. Hins vegar verða jafnvel þessar óvirku lofttegundir að vera mjög hreinsaðar-lausar við raka og snefilóhreinindi-til að koma í veg fyrir mengun. Almennt er krafist argonhreinleika sem er ekki minna en 99,99%, þó að meiri hreinleiki gæti verið nauðsynlegur fyrir mikilvægar loftrýmisnotkun.
Rafmagnshitaðir ofnar:Sterklega er mælt með rafmagnsofnum umfram eldsneytisofna-. Eldsneyti-ofnar framleiða aukaafurðir frá bruna sem innihalda vetni og raka, sem getur mengað títan. Ef nota þarf eldsneyti-eldsneytisofna ætti að halda andrúmsloftinu hlutlausu eða örlítið oxandi-aldrei minnkandi, þar sem afoxandi andrúmsloft stuðlar að vetnismyndun.
Ofnhreinsun:Ofna sem áður voru notaðir til andrúmslofts hitameðhöndlunar á stáli verður að hreinsa vandlega í nokkrar klukkustundir með fyrirhuguðu gasi áður en títan er unnið. Vetnisleifar úr sprungnu ammoníaki eða öðru stáli-meðhöndlunarlofti geta verið eftir í eldföstum sprungum og mengað títanhluta. Mælt er með loft-flæðishreinsun með töluverðu rúmmáli og lengd (td 150 rúmfet á mínútu í 4 klukkustundir) fyrir ofna sem eru blásnir með lofti.-
2. Forvarnir gegn myndun alfatilfella
Alfahylki er brothætt, -súrefnisauðgað yfirborðslag sem myndast þegar títan er hitað yfir um það bil 590–620 gráður í nærveru súrefnis. Þetta lag er afar hart og slípiefni, dregur úr sveigjanleika og þreytueiginleikum á sama tíma og það flækir síðari vinnslu.
Lágmörkunaraðferðir:
Notaðu stysta mögulega hitunartíma við hitastig til að takmarka súrefnisdreifingu
Haltu nákvæmri hitastýringu, þar sem oxunarhraði eykst veldisvísis með hitastigi
Tómarúmmeðhöndlun útilokar alfa-tilfelli myndun alfarið, sem þarfnast ekki að fjarlægja yfirborð eftir-meðhöndlun
Fjarlægingarkröfur:Ef alfahylki myndast við hitameðhöndlun í ó-lofttæmi eða óhreinu óvirku andrúmslofti, verður að fjarlægja mengaða lagið alveg áður en íhluturinn fer í notkun. Aðferðir til að fjarlægja eru:
Vinnsla: Mælt er með djúpum skurðum til að bæta endingu verkfæra, þar sem alfahylkið er mjög slípandi
Efnasúrsun: HF-HNO₃ lausnir geta leyst upp brothætta lagið
Slípiaðferðir: Sandblástur eða slípun (fylgt eftir með súrsun til að fjarlægja algjörlega)
Sannprófun á fullkominni fjarlægingu er hægt að framkvæma með því að etsa með ammóníumbíflúoríðlausn-ljósgráum litum gefur til kynna að alfa-hólfið sé eftir, en dökkgrátt gefur til kynna hreinan grunnmálm.
3. Varnir gegn vetnisbroti
Vetnismengun er sérstaklega hættuleg fyrir títan málmblöndur vegna þess að það dreifist hratt í gegnum málmgrindurnar og hefur hugsanlega áhrif á allan íhlutinn frekar en bara yfirborðið. Vetnisinnihald sem er meira en 150 ppm getur leitt til þess að-hitastig brotni með hýdríðmyndun.
Forvarnarráðstafanir:
Gakktu úr skugga um að andrúmsloft ofnsins sé fullkomlega þurrt; raki losnar við háan hita og myndar vetni og súrefni
Forðastu olíu, fitu og kolvetnismengun á hlutum og yfirborði ofnsins, þar sem ófullkominn bruni framleiðir vetni
Viðhalda oxandi eða hlutlausu andrúmslofti; minnkandi andrúmsloft stuðlar að frásog vetnis
Notaðu afjónað vatn fyrir allar hreinsunaraðgerðir fyrir hitameðhöndlun; venjulegt kranavatn inniheldur klóríð og flúoríð sem geta valdið mengun
Fjarlæging vetnis:Ef vetnismengun greinist (með lofttæmisamrunagreiningu) er þörf á afvötnunarmeðferð. Upphitun við 705–815 gráður (1300–1500 gráður F) í lofttæmi sem er einn míkron eða minna getur dregið úr vetnisinnihaldi. Fjarlægingarhraði fer eftir þykkt íhluta, rúmfræði, tíma og hitastigi. Yfirborð málms og ofna verða að vera hreint og oxíð-laust fyrir skilvirka afvötnun.
4. Hreinlæti yfirborðs og fjarlæging mengunarefna
Fyrir hitameðhöndlun verður að þrífa títanplötuíhluti vandlega til að fjarlægja öll yfirborðsmengun sem gæti valdið niðurbroti:
Bönnuð aðskotaefni:
Fingraför: Líkamsolíur innihalda klóríð og önnur efnasambönd sem geta komið af stað tæringarsprungum
Klóraðir leysiefni: Jafnvel leifar frá hreinsiefnum geta valdið tæringarsprungum yfir um það bil 230 gráður (450 gráður F)
Kolvetni: Olía og fita eru leiðandi orsakir stökkbreytingar við hitameðferð
Vatnsfrítt metanól: Veldur spennutæringu í títan málmblöndur; ef nota þarf metanól ætti að þynna það 50:50 með afjónuðu vatni, þó margir framleiðendur forðast það algjörlega
Fluorsýra og óblandaðar sterkar sýrur: Þetta tærir verulega títan og verður að forðast það nákvæmlega
Ráðlagðar hreinsunaraðferðir:
Saltpéturssýru-undirstaða eða basísk hreinsilausnir
Ísóprópanól sem annar lífrænn leysir (veldur ekki streitutæringu)
Afjónað vatn skolað eftir allar hreinsunaraðgerðir
Gakktu úr skugga um að hlutar sýnis sem hreinsaðir eru í sýrubaði sýni ekkert vetnisupptöku
5. Hita- og tímastýring
Nákvæm hitastýring er nauðsynleg vegna mikils áhrifa hitastigs lausnar á málmvinnslu og endanlega eiginleika títan málmblöndur:
Endurkristöllunarglæðing: Venjulega framkvæmt við um það bil 730 gráður fyrir Ti-6Al-4V
Streitulosandi glæðing: Almennt framkvæmt við 500–650 gráður
Lausnarmeðferð: Val á hitastigi fer eftir tiltekinni málmblöndu og æskilegri örbyggingu; skoða málmblöndur-sérstök gagnablöð
Lágmarka verður bleytitíma við hitastig til að koma í veg fyrir:
Mikill kornvöxtur, sem dregur úr seigleika og sveigjanleika
Djúp súrefnisdreifing og þykk myndun alfalaga
Vetnisupptaka frá snefilefnum í andrúmsloftinu
Bjögun á þunnum plötuhlutum
Einsleitni hitastigs í gegnum ofnhólfið er mikilvægt fyrir plötuíhluti til að tryggja stöðuga örbyggingu og vélræna eiginleika yfir allan hlutann.
6. Meðhöndlun eftir-hitameðferð
Mat á oxíðfilmu:Eftir hitameðhöndlun í óvirku gasi eða lofttæmi gefur yfirborðsoxíð litur til kynna mengunarstig:
Ljósgul oxíðfilma: Getur verið ásættanlegt án þess að fjarlægja
Ljósblá, blá eða grá oxíðfilma: Verður að fjarlægja samkvæmt forskrift
Kælikröfur:Fyrir íhluti sem eru meðhöndlaðir með lofttæmi hita- er mælt með loftkælingu undir 200 gráðum áður en hún verður fyrir andrúmslofti í umhverfinu, samkvæmt sumum geimstöðlum til að lágmarka hitaáfall og yfirborðsoxun.
Vélræn prófun:Skilvirkni hitameðhöndlunar ætti að sannreyna með viðeigandi vélrænni prófunum frekar en hörkuprófun eingöngu, þar sem fylgnin milli styrks og hörku í títanblendi er léleg. Prófunarsýni má skera úr dæmigerðum sýnum eða tæknilegum heimildum á hlutum.
7. Sérstök atriði fyrir þunnt plötu og lak
Títanplötu- og plötuíhlutir bjóða upp á sérstakar áskoranir:
Bjögunarstýring: Þunnir hlutar eru hætt við að vinda við upphitun og kælingu; rétt festing og samræmd upphitun eru nauðsynleg
Vor-aftur: Lítill mýktarstuðull og mikill styrkur títan veldur verulegu fjöðrun-til baka við kalda mótun; heitt mótun gæti verið ákjósanleg fyrir flókin form
Hröð hitun/kæling: Þunnar plötur hitna og kólna fljótt, krefjast nákvæmrar tímasetningar til að ná æskilegri örbyggingu án óhóflegs kornvaxtar eða afgangsstreitu
Hlutfall yfirborðsflatar-til-rúmmáls: Hærri hlutföll auka viðkvæmni fyrir mengun andrúmslofts, sem gerir lofthjúpsstjórnun enn mikilvægari
