Natura fisurii în barele de titan
Fisurarea barelor de titan apare fie în timpul procesării, cum ar fi forjarea, laminarea sau tratamentul termic, fie ulterior în funcționare ca o defecțiune întârziată. Fisurile pot fi interne,-de suprafață sau ambele, iar locația și aspectul lor oferă primul indiciu al cauzei.
Deoarece barele de titan sunt de obicei prelucrate în componente critice, o bară crăpată este un eveniment serios de calitate, iar cauza principală trebuie găsită și eliminată.
Degradarea hidrogenului
Hidrogenul este cea mai periculoasă impuritate din titan, deoarece chiar și cantități mici pot provoca crăpare întârziată. Hidrogenul preluat în timpul decaparii, sudării sau tratamentului termic precipită sub formă de trombocite fragile de hidrură de titan, care se fisurează sub presiune reziduală sau de serviciu, adesea la câteva ore după proces.
Prevenirea începe cu limitele de hidrogen din specificație, de obicei sub 150 ppm pentru bare, și continuă cu decaparea controlată, atmosfere uscate de sudare și recoacere în vid, acolo unde este necesar.
Contaminarea suprafeței și cazul Alpha
La temperatură ridicată, titanul absoarbe oxigenul și azotul din atmosfera cuptorului, formând un strat de suprafață îmbogățit cu oxigen-, numit caz alfa. Carcasa alfa este tare și fragilă și se crăpă în timpul forjarii ulterioare, rulării sau încărcării de serviciu.
Soluția este controlul atmosferei cuptorului, limitarea timpului la temperatură și îndepărtarea stratului contaminat prin prelucrare sau decapare după prelucrarea la cald și tratamentul termic.
Defecte de forjare și tratare termică
Defecte de forjare, cum ar fi împletituri, pliuri și explozii interne apar atunci când materialul este prelucrat în afara ferestrei sale de temperatură sau cu o reducere excesivă. Supraîncălzirea poate topi limitele de cereale, iar răcirea incorectă poate crea stres rezidual mare care inițiază fisuri.
Controlul adecvat al temperaturii, uniformitatea adecvată a cuptorului și programele corecte de deformare previn aceste defecte, iar verificarea prin testare cu ultrasunete după forjare confirmă soliditatea internă.
Prevenire și asigurare a calității
Asigurarea calității pentru barele de titan combină verificarea chimică, examinarea cu ultrasunete, inspecția suprafeței și testarea mecanică. Testarea cu ultrasunete conform ASTM E2375 detectează defectele interne și incluziunile, în timp ce testarea cu penetranți lichide găsește fisuri-de suprafață.
Examenul microstructural confirmă tratamentul termic, iar testele de duritate și tracțiune verifică starea mecanică. Cu aceste verificări efectuate, materialul crăpat este interceptat înainte de a ajunge la client.
Întrebări frecvente
Î: Ce cauzează fisurarea barelor de titan?
R: Cauzele principale sunt fragilizarea cu hidrogen, contaminarea suprafeței, defecte de forjare și tratamentul termic necorespunzător.
Î: Cum crapă hidrogenul titanul?
R: Hidrogenul precipită sub formă de trombocite de hidrură fragile care se crăpă sub stres, provocând adesea defecțiuni întârziate.
Î: Ce este cazul alfa?
R: Carcasa Alpha este un strat de suprafață dur, fragil{0}}îmbogățit cu oxigen, format la temperatură ridicată, care se fisurează sub sarcină.
Î: Cum este inspectată bara de titan pentru fisuri?
R: Testarea cu ultrasunete detectează defectele interne, iar testarea cu lichid penetrant găsește fisuri-de suprafață.
Î: Care este limita de hidrogen pentru barele de titan?
R: Conținutul de hidrogen este de obicei limitat la sub 150 ppm de specificația materialului.
