Strukturne spremembe titanovih palic TA1 med obdelavo z vročim iztiskanjem

Videz titanovih palic TA1 je zelo podoben jeklu, z gostoto 4,51 g/cm3, manj kot 60 % jekla, in je kovinski element z najnižjo gostoto med ognjevzdržnimi kovinami. Mehanske lastnosti titana, splošno znane kot mehanske lastnosti in čistost, so zelo pomembne. Titan visoke čistosti ima odlično obdelovalnost, raztezek, krčenje preseka je dobro, vendar nizke trdnosti, ni primeren za konstrukcijske materiale. Industrijski čisti titan vsebuje zmerno količino nečistoč, z visoko trdnostjo in plastičnostjo, primeren za proizvodnjo konstrukcijskih materialov. Toplotna prevodnost gredice iz titana in titanove zlitine je nizka, pri vročem iztiskanju bo površinska plast in notranja plast povzročila veliko temperaturno razliko, ko je temperatura ekstruzijskega valja 400 stopinj, lahko temperaturna razlika doseže 200 ~ 250 stopinj. V sesalnem ojačitvenem in gredičnem delu je velika temperaturna razlika pod skupnim vplivom površine gredice in središča kovine, da se proizvedejo zelo različne lastnosti trdnosti in plastične lastnosti, v procesu iztiskanja pa bo prišlo do zelo neenakomerne deformacije v površinski plasti velikih dodatnih nateznih napetosti, ki nastanejo pri iztiskanju površine izdelka, da nastanejo razpoke in razpoke v glavnem vzroku. Postopek vročega iztiskanja izdelkov iz titana in titanovih zlitin je bolj zapleten kot postopek iztiskanja aluminijevih zlitin, bakrovih zlitin in celo jekla, kar je posledica posebnih fizikalnih in kemijskih lastnosti titana in titanovih zlitin.

Doslej mora postopek ekstrudiranja titanovih palic uporabljati maziva. Glavni razlog je: titan pri 980 stopinjah in 1030 stopinjah temperature bo oblikovan z talilno evtektiko zlitine na osnovi železa ali niklja, tako da se matrica močno obrabi. Pri uporabi grafitnih maziv lahko na površini izdelka nastanejo globoke vzdolžne črte prask, ki so posledica oprijema titanovih palic in palic iz titanove zlitine na delo na kalupu. Ekstrudiranje profilov z mazivi za steklo vodi do nove vrste napak »pockmarks«, to je razpok v površinski plasti izdelka. Dokazano je, da se "pockmarks" pojavijo zaradi nizke toplotne prevodnosti titana in titanovih zlitin, kar ima za posledico močno ohlajanje površinske plasti gredice in močno zmanjšanje plastičnosti.

Titanove zlitine imajo nizko trdnost, visoko plastičnost, srednjo trdnost in visoko trdnost, za 200 (nizko trdnost) ~ 1300 (visoka trdnost) MPa, vendar se titanove zlitine na splošno lahko obravnavajo kot zlitine visoke trdnosti. Imajo večjo trdnost kot aluminijeve zlitine, ki veljajo za srednje trdne, in lahko po trdnosti popolnoma nadomestijo nekatere vrste jekel. V primerjavi z aluminijevimi zlitinami, ki hitro izgubijo trdnost pri temperaturah nad 150 stopinj, nekatere titanove zlitine ohranijo dobro trdnost pri 600 stopinjah. Gost kovinski titan zaradi majhne teže, večje trdnosti kot aluminijeve zlitine, se lahko vzdržuje pri visokih temperaturah kot aluminij za visoko trdnost in mu letalska industrija pripisuje velik pomen. Glede na gostoto titana za jeklo 57%, je njegova specifična trdnost (razmerje med trdnostjo in težo ali razmerje med trdnostjo in gostoto se imenuje specifična trdnost) visoka, odpornost proti koroziji, oksidaciji in utrujenosti je močna, titanove zlitine se 3/4 uporabljajo za vesoljsko industrijo. strukturne zlitine kot predstavnik konstrukcijskih materialov, 1/4 se uporablja predvsem kot zlitine, odporne proti koroziji. Titanova zlitina ima visoko trdnost in majhno gostoto, dobre mehanske lastnosti, žilavost in odpornost proti koroziji je zelo dobra. Poleg tega je učinkovitost postopka titanove zlitine slaba, težave pri rezanju in obdelavi, pri termični obdelavi je zelo enostavno absorbirati nečistoče, kot so vodik, kisik, dušik in ogljik. Obstaja tudi slaba odpornost proti obrabi, proizvodni proces je zapleten. Industrijska proizvodnja titana se je začela leta 1948. Potrebe letalske industrije so se razvile, tako da je titanova industrija dosegla povprečno letno stopnjo rasti približno 8 %. Trenutno je svetovna letna proizvodnja materialov za predelavo titanovih zlitin dosegla več kot 40000 ton skoraj 30 vrst titanovih zlitin. Najbolj razširjena titanova zlitina je Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) in industrijski čisti titan (TA1, TA2 in TA3).