Cambiamenti strutturali nelle aste di titanio TA1 durante la lavorazione di estrusione a caldo

L'aspetto delle barre di titanio TA1 è molto simile all'acciaio, con una densità di 4,51 g/cm3, inferiore al 60% dell'acciaio, ed è l'elemento metallico a densità più bassa tra i metalli refrattari. Le proprietà meccaniche del titanio, comunemente note come proprietà meccaniche e purezza, sono molto rilevanti. Il titanio ad alta purezza ha un'eccellente lavorabilità, allungamento e ritiro della sezione sono buoni, ma bassa resistenza, non adatto per materiali strutturali. Il titanio puro industriale contiene una quantità moderata di impurità, con elevata resistenza e plasticità, adatto alla produzione di materiali strutturali. La conduttività termica della billetta in titanio e lega di titanio è bassa, nell'estrusione a caldo lo strato superficiale e lo strato interno producono una grande differenza di temperatura, quando la temperatura del cilindro di estrusione è di 400 gradi, la differenza di temperatura può raggiungere 200 ~ 250 gradi. Nella sezione di rinforzo dell'aspirazione e della billetta c'è una grande differenza di temperatura sotto l'influenza congiunta della superficie della billetta e del centro del metallo per produrre proprietà di resistenza e proprietà plastiche molto diverse, nel processo di estrusione causerà una deformazione molto irregolare, nello strato superficiale delle grandi sollecitazioni di trazione aggiuntive, da provocare nell'estrusione della superficie del prodotto per formare crepe e crepe nella causa principale. Il processo di estrusione a caldo dei prodotti in titanio e leghe di titanio rispetto alle leghe di alluminio, leghe di rame e persino il processo di estrusione dell'acciaio è più complesso, ciò è dovuto alle speciali proprietà fisiche e chimiche della decisione del titanio e delle leghe di titanio.

Finora, il processo di estrusione delle barre di titanio deve utilizzare lubrificanti. Il motivo principale è: il titanio a 980 gradi e 1030 gradi di temperatura, sarà formato con materiale eutettico fusibile per matrice a base di ferro o lega a base di nichel, in modo che la matrice sia resistente all'usura. Quando si utilizzano lubrificanti a base di grafite, sulla superficie del prodotto possono formarsi profonde righe longitudinali, che sono una conseguenza dell'adesione delle barre di titanio e delle barre di lega di titanio al lavoro sullo stampo. L'estrusione di profili con lubrificanti per vetro porta ad un nuovo tipo di difetto "pockmarks", cioè crepe nello strato superficiale del prodotto. È stato dimostrato che compaiono "buchi" a causa della bassa conduttività termica del titanio e delle leghe di titanio, che si traduce in un forte raffreddamento dello strato superficiale della billetta e una forte diminuzione della plasticità.

Le leghe di titanio hanno alta plasticità a bassa resistenza, media e alta resistenza, per 200 (bassa resistenza) ~ 1300 (alta resistenza) MPa, ma in generale le leghe di titanio possono essere considerate leghe ad alta resistenza. Hanno una resistenza maggiore rispetto alle leghe di alluminio, che sono considerate di media resistenza, e possono sostituire completamente alcuni tipi di acciaio in termini di resistenza. Rispetto alle leghe di alluminio, che perdono resistenza rapidamente a temperature superiori a 150 gradi, alcune leghe di titanio mantengono una buona resistenza a 600 gradi. Il titanio, un metallo denso, grazie alla sua leggerezza e alla maggiore resistenza rispetto alle leghe di alluminio, può essere mantenuto a temperature elevate rispetto all'alluminio per l'elevata resistenza e a questo attribuisce grande importanza l'industria aeronautica. In considerazione della densità del titanio per l'acciaio del 57%, la sua resistenza specifica (rapporto resistenza/peso o rapporto resistenza/densità è chiamato resistenza specifica) elevata, corrosione, ossidazione, resistenza alla fatica sono forti, leghe di titanio, 3/4 utilizzate per il settore aerospaziale leghe strutturali come rappresentante dei materiali strutturali, 1/4 viene utilizzato principalmente come leghe resistenti alla corrosione. La lega di titanio ha un'elevata resistenza e una densità ridotta, buone proprietà meccaniche, tenacità e resistenza alla corrosione molto buone. Inoltre, le prestazioni del processo della lega di titanio sono scarse, difficoltà di taglio e lavorazione, nel trattamento termico, è molto facile assorbire impurità come idrogeno, ossigeno, azoto e carbonio. C'è anche una scarsa resistenza all'abrasione, il processo di produzione è complesso. La produzione industrializzata del titanio è stata avviata nel 1948. Le esigenze dello sviluppo dell'industria aeronautica, in modo che l'industria del titanio raggiunga un tasso di crescita medio annuo di circa l'8% di sviluppo. Attualmente, la produzione annua mondiale di materiali per la lavorazione delle leghe di titanio ha raggiunto più di 40,000 tonnellate di leghe di titanio di quasi 30 tipi. La lega di titanio più utilizzata è Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) e il titanio puro industriale (TA1, TA2 e TA3).