Analisi delle cause dei crack di laminato a freddo nei tubi in lega di titanio TA18
Aug 13, 2025
TA18 (TI-3Al-2.5V) La lega di titanio è un'equivalente a basso contenuto di alluminio, quasi alfa, + - tipo di titanio in lega di titanio derivato da TC4 (Ti-6al-4v) Alley di titanio. Non solo presenta eccellenti proprietà meccaniche a temperatura ambiente e ad alta temperatura e resistenza alla corrosione, ma vanta anche un'eccellente plasticità, formabilità, bendabilità e resistenza alla corrosione. Il tubo in lega di titanio TA18 è ampiamente utilizzato nei sistemi idraulici e di tubazioni del carburante del motore aeronautico, treppiedi per biciclette e manubrio, mazze da golf, canne da pesca, involucro di perforazione petrolifera e tubi di scambiatore di calore.
Un lotto di tubo in lega di titanio TA18 ha sviluppato numerose fessure durante il processo di rotazione a freddo da una sezione trasversale da 70 mm × 8 mm a 55 mm × 6 mm. L'osservazione macroscopica ha rivelato che le fessure erano distribuite localmente lungo la direzione longitudinale dei tubi, senza graffi visibili sulla superficie. Le crepe penetrano nella parete del tubo, formando crepe di tipo attraverso, con conseguente demolizione del 60% del lotto. Per identificare la causa delle crack rolli a freddo nei tubi in lega TA18, sono stati prelevati campioni da posizioni tipiche e normali per l'analisi della composizione chimica, della microstruttura, della morfologia della frattura e della microdurezza. È stata anche studiata la causa del cracking.
Tre campioni sono stati prelevati dalle posizioni screpolate e normali, rispettivamente, e la loro composizione chimica è stata determinata utilizzando uno spettrometro a lettura diretta ICP e un analizzatore di ossigeno e azoto TC-600. I campioni metallografici longitudinali e trasversali sono stati prelevati dalle posizioni screpolate e normali, rispettivamente, usando un incidente (rapporto di volume) di acido idrofluorico: acido nitrico: acqua=1: 4:45. La microstruttura è stata osservata utilizzando un microscopio ottico Leica MM-6. I campioni sono stati prelevati dalle posizioni incrinate e la morfologia superficiale delle sezioni screpolate è stata osservata utilizzando un microscopio elettronico a scansione JSM-5610LV. Tre esemplari metallografici sono stati prelevati dalle posizioni rotta e normali e la durezza è stata misurata in cinque punti uniformi usando un tester di microhardness Shimadzu HMV-2T a 9,8 N/30 s. L'analisi della composizione di tubi in lega TA18 in lega TA18 rotta e normale ha rivelato un contenuto di Fe eccessivo e un contenuto di O quasi standard. L'esame microstrutturale ha rivelato una struttura equiax nella sezione normale. Nella sezione incrinata, la fase è stata dispersa nella fase della microstruttura trasversale, mentre nella microstruttura longitudinale sono stati osservati grani grossolani, mostrando una tendenza alla transizione di Widmanstätten. L'osservazione microscopica della sezione screpolata ha rivelato fratture fragili intergranulari. I test di durezza hanno rivelato una durezza Vickers media del 15% più alta nella sezione rotta rispetto alla sezione normale.
I risultati dei test indicano che l'aggiunta di chiodi di ferro durante il processo di fusione della lega di titanio TA18 ha impedito la distribuzione uniforme durante il processo di miscelazione, con conseguente contenuto di Fe irregolare nell'elettrodo e, in definitiva, localizzata la segregazione Fe nel lingotto calpestato. Questa segregazione Fe ha comportato valori di microdurezza in quest'area circa il 15% in più rispetto a quella della matrice, formando una massa indurita che era la causa principale del successivo cracking nel tubo ridotto a freddo. Al fine di verificare l'accuratezza dell'analisi del problema, i chiodi di ferro sono stati sostituiti con tife e valfe negli ingredienti in lega TA18. Non è stato trovato cracking nel successivo processo di rotazione, indicando che l'analisi del problema e le misure di miglioramento erano efficaci.
La società vanta le principali linee di produzione di elaborazione del titanio domestico, tra cui:
Linea di produzione di tubi in titanio di precisione importata tedesca (capacità di produzione annuale: 30.000 tonnellate);
Linea di rotolamento del foglio di titanio giapponese-tecnologia (thinnest a 6μm);
Linea di estrusione continua di titanio completamente automatizzato;
Mulino di finitura in titanio intelligente e mulino di finitura;
Il sistema MES consente il controllo e la gestione digitale dell'intero processo di produzione, raggiungendo l'accuratezza dimensionale del prodotto di ± 0,01 μm.
Posta elettronica
