1. Procese de turnare a titanului
Piesele turnate de titan sunt produse prin turnare cu investiții, turnare de grafit cu piston și turnare cu matriță de grafit, toate acestea putând gestiona punctul de topire ridicat și reactivitatea chimică a titanului. Turnarea cu investiții oferă cea mai bună finisare a suprafeței și precizie dimensională pentru piesele complexe, în timp ce procesele de matriță cu grafit și grafit se potrivesc componentelor mai mari și mai simple. Metalul topit este turnat în vid sau sub gaz inert, iar materialul de matriță nu trebuie să reacționeze cu titanul.
2. Selectarea gradului
Clasa este aleasă pentru mediul de service și cerințele mecanice. ASTM B367 acoperă piese turnate de titan și include grade nealiate, cum ar fi C-2 și grade de aliaje, cum ar fi C-5, care este versiunea turnată a Ti-6Al-4V. Calitățile nealiate oferă o rezistență bună la coroziune cu rezistență moderată, în timp ce C-5 oferă o rezistență mai mare pentru piesele structurale și sub presiune. Calitatea de turnare poate avea proprietăți ușor diferite față de forma forjată a aceluiași aliaj din cauza microstructurii turnate.
3. Considerații de proiectare a turnării
Proiectați piesa pentru turnare: secțiuni uniforme, raze generoase și blocare care umple matrița fără turbulențe sau gaz prins. Grosimea minimă a secțiunii este stabilită de fluiditatea titanului și de procesul de turnare. Contracția trebuie să fie alimentată de elemente de ridicare pentru a evita porozitatea internă în secțiunile grele. Un design care funcționează pentru piese turnate din oțel necesită adesea modificări pentru titan din cauza comportamentului diferit de solidificare.
4. Testare non-distructivă
Examinarea radiografică conform ASTM E1320 este metoda principală pentru detectarea contracției interne, porozității și incluziunilor în piesele turnate de titan. Testarea cu penetrant lichid conform ASTM E165 este aplicată pe suprafețe pentru a dezvălui fisuri, închideri la rece și porozitate. Nivelul de acceptare depinde de clasa de serviciu a turnării. Piesele turnate care conțin-presiunea sunt, de asemenea, testate la presiune hidrostatic sau pneumatic pentru a dovedi etanșeitatea.
5. Reparații suduri și tratament termic
Piesele turnate sunt reparate frecvent prin sudare, folosind sudare cu arc de tungsten cu gaz sub gaz inert cu metal de umplutură potrivit și proceduri calificate. După repararea sudurii, zona este re-inspectată prin aceleași metode utilizate pentru defectul original. O etapă de presare izostatică la cald poate închide porozitatea internă și poate îmbunătăți proprietățile mecanice ale pieselor turnate critice. Tratamentul termic-de reducere a tensiunii este aplicat acolo unde este cerut de specificație.
6. Calea de implementare
Un program de turnare de succes combină proceduri de turnătorie calificate, parametri controlați de proces și un plan complet de inspecție. Calea începe cu revizuirea desenelor și selecția calității, continuă prin calificarea sculelor și a procesului și se termină cu inspecția și certificarea producției. Fiecare turnare este marcată și urmărită, iar documentația include analiza chimică, rezultatele testelor mecanice, rapoartele NDT și înregistrările tratamentului termic.
Investiția, grafitul batut și turnarea matriței de grafit sunt procesele principale.
ASTM B367 definește clasele turnate, cum ar fi C-2 și C-5.
Radiografia și testarea penetranților sunt metodele principale de inspecție.
Întrebări frecvente
Î: De ce sunt piesele turnate de titan mai scumpe decât cele din oțel?
Topirea și turnarea trebuie făcute în vid sau gaz inert, iar materialele matriței și controlul procesului sunt mai solicitante decât pentru oțel.
Î: Care este cel mai puternic aliaj de titan turnat?
Gradul C-5, forma turnată a Ti-6Al-4V, oferă cea mai mare rezistență dintre gradele turnate comune din ASTM B367.
Î: Piesele turnate pot fi sudate?
Da, cu sudare cu arc de tungsten cu gaz sub gaz inert și proceduri calificate, urmate de re-inspectarea zonei reparate.
Î: Ce defecte sunt frecvente în turnarea de titan?
Porozitatea de contracție, porozitatea gazului, închiderile la rece, incluziunile și fisurile de suprafață sunt defecte tipice găsite prin radiografie și testarea penetranților.
Î: Ce este presarea izostatică la cald?
Este un tratament care aplică presiune și temperatură ridicată pentru a închide porozitatea internă și pentru a îmbunătăți densitatea și proprietățile turnării.
