Wat zijn de eigenschappen en verwerkingskenmerken van titaniumlegeringen?

Titaniumlegeringen combineren een lage dichtheid met een hoge sterkte, hittebestendigheid en corrosiebestendigheid. De bron vermeldt treksterktewaarden van 686 tot 1.176 MPa bij een dichtheid die ongeveer gelijk is aan die van 60%-staal en een hardheid van HRC 32 tot 38.

Mechanische en thermische eigenschappen

In de bron wordt een elasticiteitsmodulus van 1,078 × 10 vermeld³ tot 1,176 × 10³ MPa. [TE CONTROLEREN: Deze waarde lijkt ongewoon laag voor titaniumlegeringen en is overgenomen uit de Chinese bron.] Sommige titaniumlegeringen behouden hun prestaties bij temperaturen van 550 tot 600 °C, terwijl andere hun taaiheid behouden bij temperaturen tot wel -253 °C. Onder ongeveer 550 °C biedt een stabiele oppervlaktefilm een goede weerstand tegen veel corrosieve media.

Bewerkingseigenschappen

Titanium heeft een lage warmtegeleiding, waardoor de snijwarmte zich concentreert in de buurt van de snijkant. Het heeft bovendien een sterke chemische affiniteit met gereedschapsmaterialen en een lage elasticiteitsmodulus, wat terugvering en trillingen in de hand werkt. Vaak wordt gebruikgemaakt van gereedschappen van wolfraamcarbide uit de WC-Co-serie. Een stevige opstelling, scherpe gereedschappen, geschikte spaanhoek en vrijloophoek, gecontroleerde voedingssnelheden en een ruime hoeveelheid koelvloeistof helpen de temperatuur, aanhechting en trillingen te verminderen.

Slijpeigenschappen

Slijpen kan leiden tot hoge lokale temperaturen, belasting van de slijpschijf en oppervlakteschade. Gebruik een geschikt slijpmiddel en bindmiddel, houd de slijpschijf scherp, zorg voor een effectieve koeling en vermijd overmatige druk. De integriteit van het oppervlak moet worden gecontroleerd op plaatsen waar de vermoeiingsweerstand van cruciaal belang is.

Extrusie-eigenschappen

Bij het extruderen van titanium zijn hoge temperaturen en druk vereist. De temperatuur, de extrusiesnelheid, het ontwerp van de matrijs, de veiligheidsmaatregelen en de smering moeten op elkaar worden afgestemd. Een gecontroleerde temperatuurgradiënt kan de metaalstroom verbeteren, terwijl onvoldoende smering of een ongeschikte thermische cyclus leidt tot meer oppervlaktefouten en een hogere belasting van het gereedschap.

Smeekarakteristieken

De bron vermeldt een smeedbereik van ongeveer 1.000 tot 1.200 °C en vervorming van 70% tot 80%. Bij de keuze van de temperatuur moet rekening worden gehouden met de alfa-, bèta- en tweefasige gebieden, aangezien de fasesamenstelling bepalend is voor de vloeibaarheid en de uiteindelijke microstructuur. Zuurstof, stikstof en andere interstitiële elementen moeten worden beperkt om verspraging te voorkomen.

Gietkenmerken

Gesmolten titanium reageert heftig met stikstof, zuurstof en veel vuurvaste materialen. Voor het gieten zijn daarom vacuümsmelten of gesloten smelten, geschikte gietvormen en zorgvuldige beheersing van verontreiniging vereist. Ti-6Al-4V en Ti-5Al-2,5Sn zijn representatieve gietbare legeringen die in de bron worden genoemd. De uiteindelijke proceskeuze moet rekening houden met de vereiste vorm, eigenschappen, oppervlakte-integriteit, productievolume en toegestane nabewerking.