Fra mikroporøs svamp til tett gitter: metallurgisk rekombinasjon av dekonstruerte titanplater og stenger og høy-teknisk layout

I materialpyramiden til moderne industri er titan (Titan) kjent som "rommetall" og "havmetall" på grunn av sin enestående spesifikke styrke og ekstreme korrosjonsbestandighet. Imidlertid, innen metallurgi, ligger det mest fascinerende med titan i dets tidligere og nåværende liv: den ene enden er Titanium Sponge, som er formet som slagg, har en løs struktur og er veldig lett å oksidere og eksplodere ved høy varme; I den andre enden er titanplater og stenger med høy-presisjon med tette indre gitter og kalde sølvfargede overflater.

Utviklingen fra "hullsvamp" til "stort land tungt våpen" er ikke bare en symfoni av temperatur og trykk, men også en ekstrem prosess for moderne metallurgisk teknologi for nøyaktig å kontrollere metallmikrostruktur (mikrostruktur) og kornorientering.

I. Metallurgisk omorganisering: de "fire kjerne-evolusjonsstadiene" av svamptitan-transformasjon til plater og stenger

I forsyningskjeden på internasjonalt nivå, fra dannelsen av titansvamp til det endelige materialet (titanplate, titanstang), må følgende hardkjerneproduksjon med lukket sløyfe oppleves:

1. Ingot Metallurgy: "Lattice Birth" under Vakuum

Svamptitan kan ikke behandles direkte. Først av alt må titansvamp være nøyaktig proporsjonert med aluminium, vanadium, molybden, tinn og andre legeringselementer, og presset inn i elektrodeblokker med høyt trykk. Avgjørelse med dobbelt-spor for smelting (VAR vs. EB): For å eliminere lav-densitetsinklusjoner (LDI) og høy-densitetsinklusjoner (HDI), må titanblokker av høy-kvalitet eller halvleder-kvalitet gjennomgå 2 til 3 forbrukbare elektriske vakuum (VAR) refurablen electric vakuum. For emnet av ultra-bred titanplate foretrekker moderne industri smelting med elektronstrålekjølt seng (EBCHM), som kan støpe store flate blokker uten segregering på en gang.

2. Tanning De nystøpte titanblokkene er fylt med søylekorn, og materialet er stivt og sprøtt med alvorlig anisotropi.

Kraften til det store smiingsforholdet: det er nødvendig å passere gjennom tusenvis av tonn med hydrauliske presser for å utføre gjentatte forlengelser og brygger i flere retninger i betafaseregionen eller + tofaseregionen. Essensen av denne prosessen er å fullstendig bryte kornene gjennom dynamisk omkrystallisering (dynamisk omkrystallisering) for å redusere til fine, ensartede likeaksede korn (Equiaxed Grains), som er hjørnesteinen i titanstavers høye utmattelseslevetid.

3. Shunt Evolution: "Termo-mekanisk deformasjonsvannskille" mellom titanplate og titanstang

Etter høy-kvalitetsblokker (Billet/Slab), har titanplater og titanstaver gått til en helt annen produksjonslinje:

Titanstenger (avsluttvalsing og roterende smiing): Barten rulles, trekkes eller roteres kontinuerlig i flere omganger. Ingeniører må kontrollere etterbehandlingstemperaturen strengt for å regulere tekstureringskontrollen til titanstangen for å sikre at dens strekkstyrke og flytestyrke er perfekt tilpasset.

Titanplate (kryssvalsing vs. varmvalsing/kaldvalsing): For å eliminere anisotropien til metallet under en-veis rulling, bruker high-titanplate Cross Rolling (Cross Rolling)-prosessen (det vil si rotasjon 90 grader etter langsgående rulling og rulling igjen). Ved nøyaktig å kontrollere ned-trykkforholdet ved varm- og kaldvalsing, sikres ensartet kraft på platen i alle retninger.

4. Vakuumgløding og etterbehandling De endelige titanplatene og stengene må glødes i en høyvakuumovn for å eliminere intern restspenning og hindre hydrogensprøhet. Overflaten er syltet, senterløst slipt (for titanstaver) eller polert for å danne en perfekt overflatetilstand for endelig levering.

II. Kryss-grensekart: dechiffrering av det banebrytende-blå havsporet kontrollert av titanplater og stenger

I tillegg til de vel-kjente flykroppsrammene for sivile luftfartøyer og kjemiske varmevekslere, dominerer titanmaterialer av høy-kvalitet følgende undernevnte høy-premiumområder:

1. Halvlederbrikker: titanplater med ultra-høy-renhet-elektronisk-forstøvningsmålemner

Ved fremstilling av halvlederplater dannes metallbarrierer og waferporter av mikron-skalabrikker ved PVD-sputtering. Dette krever at renheten til titanmålet som brukes som fordampningskilden skal være over 99,999 % (5N). Titanplater med ultra-høy-renhet dannet ved vakuumsmelting og super-stor deformasjonskryssrulling-har vanligvis en mikroskopisk kornstørrelse på mindre enn 50um og en høy grad av konsistent krystallorientering, noe som direkte bestemmer tykkelsesuniformiteten til filmen under sputtering.

2. Biomedisinsk: Medisinsk titanstang-Implanterbare ortopediske ledd- og spinalnegler (ortopediske implantater)

I menneskelig beinreparasjon er utvalget av Ti-6Al-4V ELI (ultra-low gap element) titanstaver som oppfyller ASTM F136-standarden den internasjonale mainstream. Oksygeninnholdet i denne titanstaven er strengt kontrollert innenfor mindre enn eller lik 0. 13 %. Fine-, medisinske titanstaver med høy renhet er CNC-presisjonsmaskinert for å bli menneskelige bennegler og kunstige ledd, som gir ekstrem tretthetsmotstand samtidig som de sikrer perfekt biokompatibilitet og null cytotoksisitet.

3. Kommersiell: Titan stang dysesmiing-nye rakettmotorskivekomponenter

Med utviklingen av gjenbrukbare raketter, må motorturbopumper og core Disks (Disks) tåle enorme dynamiske belastninger fra ekstrem kulde (flytende hydrogen/flytende oksygen) til moderate temperaturer. Skiven som er smidd av høye-titanstenger gjennom den varme formsmiingsprosessen har ekstremt høy bruddseighet (bruddseighet) og er "stål- og jernbein" som støtter sikker utvinning av raketter.