Pam mae angen "anelio" ar gyfer platiau titaniwm?
Cyn gadael y ffatri, mae platiau titaniwm yn mynd trwy wahanol "brosesau" megis rholio, torri a phlygu. Mae'r camau prosesu dwys hyn, fel plygu gwifren fetel dro ar ôl tro, yn achosi llawer o straen gweddilliol i gronni o fewn y plât titaniwm, ac mae'r strwythur grisial yn cael ei ystumio a'i straenio. Ar y pwynt hwn, er bod gan y plât titaniwm y siâp a ddymunir, mae mewn cyflwr tensiwn "is-iach": gall ddadffurfio'n araf ar ei ben ei hun, neu ddod yn galed a brau, gan wneud prosesu dilynol yn anodd, a bydd ei wrthwynebiad cyrydiad hefyd yn lleihau.
Mae'r broses anelio wedi'i chynllunio'n benodol i ddatrys y problemau hyn. Mae ei egwyddor graidd yn syml: cynheswch y plât titaniwm i dymheredd uchel, penodol, gadewch iddo "socian" ar y tymheredd hwn am gyfnod digonol o amser, ac yna ei oeri ar gyfradd briodol. Yn ystod y broses hon, mae'r atomau sydd wedi'u hymestyn a'u gwyrdroi yn y titaniwm yn ennill digon o egni i aildrefnu eu hunain, gan ddychwelyd i gyflwr mwy rheolaidd a hamddenol. Mae straen gweddilliol yn cael ei ddileu yn llwyr, ac mae'r strwythur grisial yn cael ei atgyweirio a'i homogeneiddio. Yn fyr, mae anelio yn broses "ailosod" ac "ailfodelu", gan ganiatáu i'r plât titaniwm adennill y caledwch, y plastigrwydd a'r sefydlogrwydd y dylai fod ganddo fel deunydd o ansawdd uchel, gan osod sylfaen berffaith ar gyfer defnydd dilynol.
Tymheredd ac Amser ar gyfer Anelio Plât Titaniwm
Nid taflu'r plât titaniwm i ffwrnais a'i gynhesu yw anelio. Mae ei effeithiolrwydd yn dibynnu'n llwyr ar "rysáit" manwl gywir, a'r ddau baramedr pwysicaf yw tymheredd a dal amser.
Ar gyfer y titaniwm pur a ddefnyddir amlaf (fel GR1, GR2) a thitaniwm aloi isel, mae'r tymheredd anelio fel arfer yn yr ystod o 650 gradd i 800 gradd. Mae tymheredd rhy isel yn golygu ynni atomig annigonol ar gyfer digon o ymlacio ac ailgrisialu; gall tymheredd rhy uchel arwain at dyfiant grawn gormodol, a all, fel gorgoginio byns wedi'u stemio, niweidio priodweddau mecanyddol y deunydd. Mae'r amser dal yn cael ei bennu gan drwch y plât a'r llwyth ffwrnais, a'r egwyddor yw sicrhau bod y plât cyfan yn cyrraedd y tymheredd gosodedig yn unffurf o'r tu mewn allan, gan gwblhau trawsnewid y strwythur mewnol, fel arfer yn cael ei gyfrifo fel sawl munud fesul milimedr o drwch.
Ar gyfer aloion titaniwm cryfder uwch (fel TC4, hy, Ti-6Al-4V), mae'r broses anelio hyd yn oed yn fwy soffistigedig. Ar wahân i anelio lleddfu straen cyffredin, mae anelio gwactod neu awyrgylch amddiffynnol (fel argon) yn fwy cyffredin. Mae hyn oherwydd bod titaniwm yn "adweithiol" iawn ar dymheredd uchel ac yn adweithio'n hawdd ag ocsigen a nitrogen yn yr aer, gan ffurfio haen ocsid caled a brau ar yr wyneb. Mae nwy gwactod neu argon yn gweithredu fel tarian amddiffynnol ar gyfer y plât titaniwm, gan ei ynysu rhag aer niweidiol yn ystod y broses anelio, gan gynnal wyneb glân a chyfansoddiad sefydlog. Mae'r tymheredd anelio ar gyfer TC4 yn gyffredinol rhwng 700 gradd ac 800 gradd, ac yna oeri ffwrnais neu oeri aer, a dewisir y dull penodol yn seiliedig ar ofynion perfformiad.
Camau Proses Anelio Plât Titaniwm
Llwyfan gwresogi:Mae'r plât titaniwm yn cael ei osod yn raddol yn y ffwrnais anelio, a chynyddir y tymheredd. Ni ddylai'r gyfradd wresogi fod yn rhy gyflym i atal straen thermol newydd rhag cael ei gynhyrchu mewn platiau tenau neu rannau cymhleth oherwydd gwahaniaethau tymheredd rhwng y tu mewn a'r tu allan. Y nod yw sicrhau bod y plât titaniwm yn cael ei gynhesu'n unffurf.
Llwyfan Mwydo:Unwaith y bydd tymheredd y ffwrnais yn cyrraedd y tymheredd anelio rhagosodedig, mae'r cam "mwydo" pwysicaf yn dechrau. Yn ystod y cam hwn, mae'r plât titaniwm mewn cyflwr "sauna tymheredd cyson". Mae newidiadau sylweddol yn digwydd yn y microstrwythur mewnol: mae grawn gwyrgam yn cael eu disodli'n raddol gan rawn hafalaidd newydd, rhydd o straen (gelwir y broses hon yn "ailgrisialu"); mae atomau hydoddyn yn tryledu'n unffurf; a straen gweddilliol yn cael eu dileu yn gyfan gwbl ar dymheredd uchel drwy micro-ymgripiad o atomau. Unwaith y bydd yr amser socian wedi'i gwblhau, yn y bôn mae ailstrwythuro mewnol y deunydd wedi'i orffen.
Cam Oeri:Dyma'r cam olaf, ac mae hefyd yn bwysig iawn. Ar gyfer titaniwm pur, nid yw'r dull oeri (oeri ffwrnais, oeri aer, oeri dŵr) yn cael fawr o effaith ar berfformiad; mae oeri aer fel arfer yn ddigonol ac yn effeithlon. Fodd bynnag, ar gyfer aloion titaniwm, mae'r gyfradd oeri yn effeithio'n uniongyrchol ar y strwythur a'r eiddo terfynol. Oeri ffwrnais yw'r arafaf, gan arwain at y deunydd meddalaf gyda'r plastigrwydd gorau; mae oeri aer yn gymedrol, gan ddarparu cydbwysedd da o gryfder a chaledwch. Dylid cynnal y broses oeri hefyd mewn awyrgylch amddiffynnol neu wactod nes bod y tymheredd yn disgyn i ystod ddiogel (ee, o dan 300 gradd ) cyn dod i gysylltiad ag aer i atal ocsidiad tymheredd uchel.
Yn fyr, nid yw'r broses anelio plât titaniwm yn gam diflanadwy o bell ffordd; mae'n bont fanwl gywir sy'n cysylltu prosesu deunydd a rhaglenni diwedd uchel. Trwy gyfuniad manwl gywir o reoli tymheredd, amser, ac amgylchedd, gall peirianwyr, fel pe bai trwy hud, drawsnewid plât titaniwm "dan bwysau a blinder" yn ddeunydd allweddol perfformiad uchel, sefydlog a dibynadwy ar gyfer diwydiant modern, gan ddod o hyd i gymwysiadau eang yn y pen draw mewn meysydd arloesol megis awyrofod, dyfeisiau meddygol, ac offer cemegol.
