1. Savdoda sof titanni sovuq ishlov berish
1.1 Qayta ishlash qiyinligi
Xona haroratining pastligi{0}} va ish qattiqlashuv sezgirligi: Xona haroratida CP Ti cheklangan sirpanish tizimlariga ega (faqat 3 ta mustaqil sirpanish tizimi) HCP kristalli tuzilishiga ega, bu esa yuza markazlashgan kubik (FCC) metallar (masalan, alyuminiy qotishmasi, ostenitik zanglamaydigan poʻlat) bilan solishtirganda nisbatan past plastik deformatsiya qobiliyatiga- ega. Bundan tashqari, CP Ti juda yuqori ish qattiqlashuv tezligiga ega{5}}uning mustahkamligi sovuq deformatsiya darajasining oshishi bilan keskin ortadi. Misol uchun, 20% sovuq prokatdan so'ng, 2-darajali CP Ti ning kuchlanish kuchi dastlabki 345-415 MPa dan 550 MPa ga ko'tarilishi mumkin, uning cho'zilishi esa 20-25% dan 8% dan kam tushadi. Bu shuni anglatadiki, doimiy sovuq shakllanish paytida (chuqur chizish, bükme kabi) oraliq ishlov berish amalga oshirilmasa, material yorilishga moyil bo'ladi.
Yuqori deformatsiyaga qarshilik: CP Ti xona haroratida yuqori rentabellik va oqim kuchlanishiga ega. Masalan, 2-darajali CP Ti ning oquvchanligi taxminan 275–345 MPa ni tashkil qiladi, bu 6061-T6 alyuminiy qotishmasidan (taxminan 240 MPa) sezilarli darajada yuqori va past karbonli po'latdan (taxminan 250-300 MPa) yaqin. Sovuq ishlov berish jarayonida yuqori shakllanish yuklari talab qilinadi, bu esa shakllantirish uskunasining qattiqligi va tonnajiga yuqori talablarni qo'yadi.
Yuzaki sifat sezgirligi: CP Ti xona haroratida yuqori kimyoviy faollikka ega va sirtda qattiq va mo'rt oksidli plyonka (TiO₂) hosil qilishga moyil. Sovuq deformatsiya paytida (masalan, chizish va o'rash) oksid plyonkasi osongina tushib ketadi va sirt chizish yoki qolipga yopishib qoladi, bu esa ishlov beriladigan qismning sirtiga ta'sir qiladi. Bunga qo'shimcha ravishda, agar sirtda nuqsonlar bo'lsa (mikro yoriqlar kabi), sovuq ishlov berish jarayonida stress kontsentratsiyasi osongina paydo bo'ladi, bu nuqsonlarning kengayishiga va hatto ishlov beriladigan qismning sinishiga olib keladi.
1.2 Jarayonga qo'yiladigan maxsus talablar
Oraliq tavlanish bilan ishlov berish: Sovuq deformatsiya darajasi 15-20% dan oshganda, ishning qattiqlashishini bartaraf etish, materialning egiluvchanligini tiklash va keyingi ishlov berishda yorilishning oldini olish uchun oraliq kuchlanishni yumshatish yoki qayta kristallanishni yumshatish amalga oshirilishi kerak. Yuvish harorati odatda 600-700 daraja, ushlab turish vaqti esa 0,5-2 soatni tashkil qiladi, bu materialning qayta kristallanishini va ichki stressni yo'q qilishni ta'minlash uchun pechni sovutish yoki havo sovutish bilan.
Qolib va moylash texnologiyasi: Qolib yuqori-qattiqlik va aşınmaya bardoshli materiallardan (masalan, sementlangan karbid yoki yuqori{2}}yuzaki qoplamali po'latdan) tayyorlanishi va ishqalanishni kamaytirish uchun sirt jilolangan bo'lishi kerak. Shu bilan birga, qolip va ishlov beriladigan qism o'rtasida barqaror moylash plyonkasi hosil qilish, yopishishning oldini olish, deformatsiyaga chidamlilik va sirt chizishlarini kamaytirish uchun-yuqori samarali moylash materiallari (masalan, molibden disulfidi-asosidagi moylash materiallari yoki maxsus titanni qayta ishlash moylari) ishlatilishi kerak.
Yuzaki ishlov berish: Sovuq ishlov berishdan oldin sirt tozaligi va tekisligini ta'minlash uchun titanium blankasining sirt oksidi plyonkasi va aralashmalari tuzlash (florik kislota va nitrat kislota aralashmasi, formulasi odatda 2-5% HF + 15 -20% HNO₃ + suv) yoki qum bilan tozalash kabi usullar bilan olib tashlanishi kerak.
Boshqariladigan deformatsiya tezligi va deformatsiya miqdori: Sovuq deformatsiya tezligi o'rtacha bo'lishi kerak (odatda, deformatsiya tezligi 0,001–0,1 s⁻¹ da nazorat qilinadi). Juda tez deformatsiya tezligi materialning plastik oqimi uchun etarli vaqtga ega bo'lmasligiga olib keladi, bu esa yorilishga olib keladi; juda sekin tezlik ishlab chiqarish samaradorligini pasaytiradi. Shu bilan birga, bir martalik deformatsiya miqdorini qat'iy nazorat qilish kerak (masalan, sovuq prokatning bir martalik pasayish tezligi odatda 5-10% ni tashkil qiladi va bir martalik egilish burchagi 30 darajadan oshmasligi kerak) va kichik deformatsiyaning bir necha marta o'tishi oraliq deformatsiyaning bir xilligini ta'minlash uchun qabul qilinishi kerak.
2. Savdoda sof titanni issiq ishlov berish
2.1 Qayta ishlash qiyinligi
Issiq ish haroratining tor diapazoni: CP Ti ning fazaga o'tish harorati taxminan 882 darajani tashkil qiladi (HCP tuzilishi ( -faza) bu haroratdan yuqoriroq-tanosil markazlashtirilgan kubik (BCC) tuzilishiga (-faza) aylanadi). Optimal issiq ish harorati oralig'i odatda 700-850 daraja (xona harorati va fazaga o'tish harorati o'rtasida, ya'ni -faza mintaqasida). Agar harorat 700 darajadan past bo'lsa, material hali ham yuqori deformatsiyaga chidamliligiga va aniq ishning qattiqlashishiga ega; agar harorat 850 darajadan oshsa (fazali o'tish haroratiga yaqin), don tez o'sib boradi, natijada ishlov beriladigan qismning qo'pol don tuzilishi paydo bo'ladi, bu mexanik xususiyatlarni (qattiqlik va charchoq kuchi kabi) kamaytiradi. Bundan tashqari, agar harorat 882 darajadan oshib, -faza hududiga kirsa, don jiddiy dag'allashadi va hatto sovutilgandan keyin mo'rt donalararo fazalar hosil bo'ladi, bu esa materialning ishlashini sezilarli darajada yomonlashtiradi.
Yuqori haroratga-oksidlanish va ifloslanish sezgirligi: CP Ti yuqori haroratlarda (400 darajadan yuqori) juda kuchli kimyoviy reaktivlikka ega va havodagi kislorod, azot, vodorod va boshqa gazlar bilan reaksiyaga kirishib, moʻrt sirt qatlamlarini hosil qiladi:
Oksidlanish: ishlov beriladigan qismning sirt sifati va mexanik xususiyatlarini pasaytiradigan gözenekli va mo'rt TiO₂ shkalasini shakllantirish;
Nitridlanish: TiNning qattiq va mo'rt fazasini shakllantirish, bu materialni qayta ishlash jarayonida mo'rt va yorilishga moyil qiladi;
Vodorodning singishi: TiH mo'rt fazasini hosil qilish, materialning vodorod mo'rtlashishiga olib keladi va uning qattiqligini kamaytiradi.
Past issiqlik o'tkazuvchanligi va haroratning notekis taqsimlanishi: CP Ti ning issiqlik o'tkazuvchanligi po'latning 1/5 qismini va alyuminiy qotishmasining 1/3 qismini tashkil qiladi. Issiq ishlov berish jarayonida material ichidagi issiqlik almashinuvi sekin kechadi, bu ishlov beriladigan qismning yuzasi va yadrosi o'rtasida notekis harorat taqsimotiga olib kelishi oson, bu notekis deformatsiyaga va ichki stressga, hatto ish qismining yorilishi yoki deformatsiyasiga olib keladi.
2.2 Jarayonning maxsus talablari
Haroratni aniq nazorat qilish: Isitish harorati 700-850 daraja oralig'ida qat'iy nazorat qilinishi kerak va harorat og'ishi ± 10 darajadan oshmasligi kerak. Isitish uskunasi ochiq olovli isitish o'rniga aniq boshqariladigan elektr pechidan yoki vakuumli pechdan-foydalanishi kerak (mahalliy qizib ketish yoki notekis isitishning oldini olish uchun). Qayta ishlash jarayonida ish qismining harorati real vaqt rejimida kuzatilishi kerak (infraqizil haroratni o'lchash yoki termojuft yordamida). Agar harorat 700 darajadan pastga tushsa, deformatsiyaga chidamliligi yuqori bo'lgan past{8}}harorat zonasida ishlov berilmasligi uchun ishlov beriladigan qism qayta isitish uchun o'choqqa qaytarilishi kerak.
Himoya atmosferasi yoki sirt qoplamasi: Yuqori haroratning{0}}oksidlanishi va gaz ifloslanishining oldini olish uchun quyidagi himoya choralarini koʻrish mumkin:
Vakuumli isitish: Havoni to'liq izolyatsiya qilish va gaz reaktsiyasini oldini olish uchun ish qismini vakuum muhitida isitish (vakuum darajasi 10⁻³ Pa dan katta yoki unga teng);
Inert gazdan himoya qilish: Himoya muhitini yaratish uchun isitish pechini yuqori-tozalikdagi argon yoki azot bilan to'ldirish (azot faqat nitridlanishni oldini olish uchun 600 darajadan past haroratda isitish uchun mos keladi);
Yuzaki{0}}oksidlanishga qarshi qoplama: Ishlov beriladigan qismning sirtini isitishdan oldin maxsus-oksidlanishga qarshi qoplama (masalan, shisha{1}}asosli qoplama yoki bor{2}}asosli qoplama), kislorod va azotni ajratib olish uchun yuqori haroratlarda zich himoya plyonka hosil qilishi mumkin.
Oqilona issiq ish jarayoni parametrlari: Issiq deformatsiya tezligi 0,1–10 s⁻¹ da nazorat qilinishi kerak (CP Ti ning -fazasi bu deformatsiya tezligi diapazonida yaxshiroq plastiklikka ega). Yuqori haroratlarda materialning yuqori plastikligidan to'liq foydalanish va donning qo'pollashishiga olib keladigan ko'plab kichik deformatsiyalarning oldini olish uchun -bir martalik deformatsiya miqdori mos ravishda oshirilishi kerak (odatda 30-50%). Issiq ishlov berishdan so'ng, don o'sishini bostirish va nozik taneli tuzilishni ta'minlash uchun ish qismini o'z vaqtida sovutish kerak (havo bilan sovutish yoki materialning qalinligi va qalinligiga qarab).
Qayta ishlashdan keyingi-issiqlik bilan ishlov berish: Issiq ishlov berilgandan so'ng, ishlov beriladigan qism ichki stressni bartaraf etish va donalarni tozalash uchun stressni bartaraf etish yoki qayta kristallanish bilan yumshatishga duchor bo'lishi kerak. Yuvish harorati 600-700 daraja va ushlab turish vaqti ishlov beriladigan qismning qalinligiga qarab belgilanadi (odatda 1-3 soat). Yuqori ishlash talablari bo'lgan ish qismlari uchun tuzilma va xususiyatlarni yanada optimallashtirish uchun ikki marta tavlanish (birinchi navbatda ushlab turish uchun 750 gradusgacha isitish, keyin ushlab turish uchun 600 gradusgacha sovutish va nihoyat havo sovutish) qabul qilinishi mumkin.
