티타늄 단조품의 미세구조 및 특성에 대한 압연온도 분석

품질티타늄 단조 서비스 신뢰성을 직접적으로 결정합니다. 열간 가공 공정의 핵심 공정 변수인 압연 온도는 단조품 내부의 상 변형 거동과 미세 구조 진화를 조절함으로써 제품의 최종 기계적 특성에 큰 영향을 미칩니다.

 

 

티타늄 합금의 결정 구조는 온도에 따라 상변태 임계점(상업적으로 순수한 티타늄의 경우 885~900도, Gr5 합금의 경우 980~1010도)으로 변합니다. 이를 기반으로 압연은 위상 영역, + 위상 영역 및 임계 영역의 세 가지 범주로 나뉘며 미세 구조 진화 및 특성에 상당한 차이가 있습니다.

 

1. β Phase Zone Rolling (>상변태점)

빌렛은 BCC(체심 입방체) 상으로 구성되어 변형 저항이 낮고 가소성이 우수하여 대규모- 변형 가공에 적합합니다. 잉곳은 70%~80%의 큰 변형을 거쳐 거친 입자를 깨고 균일한 섬유 구조를 형성할 수 있습니다. 그러나 침상 마르텐사이트는 냉각 후에 형성되기 쉬우며 강도, 가소성 및 인성 사이의 불균형을 초래하므로 후속 열처리 최적화가 필요합니다.

 

2. + 단계 영역 롤링(< Phase Transformation Point)

이는 완성된 단조품의 핵심 압연 간격으로 주로 상변태점보다 낮은 30~50도(예: Gr5 금형 단조의 경우 950~800도)에서 제어됩니다. 이 물질은 HCP(Hexagonal Close{8}}Packed) 상과 BCC 상으로 구성된 이중상으로 구성됩니다. 변형은 결정립 조각화 및 상 미세화/구상화를 동반하여 강도와 가소성의 균형을 이루는 등축상 + 라멜라 -변태상의 이상적인 구조를 형성할 수 있습니다.

 

3. 임계 영역 롤링(위상 변환 지점 근처)

구조가 혼합되고 고르지 않아 단조 특성이-변동하기-쉽습니다. 특별한 요구 사항이 없으면 권장되지 않습니다.

 

 

 

 

1. 위상 영역 롤링

냉각 후 침상 마르텐사이트가 형성되어 강도는 높지만 소성 및 인성은 낮습니다. 불충분한 변형은 원래 결정립계를 유지하고 연속적인 결정립계 상을 생성하여 인성을 감소시키고 응력 집중을 유발하며 서비스 안전성에 영향을 미치는 경향이 있습니다.

 

2. + 단계 영역 롤링

이는 강도와 가소성의 균형을 맞추는 최적의 선택입니다. 합리적인 온도 제어를 통해 입자를 미세화하고 상 구성을 최적화하여 특성을 향상시킬 수 있습니다.

 

3. 특성 균일성

대형-단조품은 온도 변화로 인해 표면-핵심 구조/특성이 달라지는 경향이 있습니다. 온도 시스템 최적화(예: 다중-패스 압연)를 통해 이를 개선할 수 있습니다.

 

 

1. -유형 및 준- -유형 티타늄 합금

잉곳 파손은 변형 저항을 줄이고 생산성을 향상시키기 위해 상대적으로 높은 상대 온도(1180~900도)가 필요합니다. 우수한 미세 구조 특성을 보장하려면 사전 성형 및 금형 단조를 + 단계 영역으로 축소해야 합니다. 이 합금은 압연 온도에 매우 민감합니다. 온도가 너무 높으면 쉽게 결정립이 성장하고 온도가 너무 낮으면 변형 저항이 증가하고 균열이 발생하기 쉽습니다.

 

2. + -유형 티타늄 합금(예: Gr5)

가장 널리 사용되는 형식으로 압연온도 범위가 넓으나 단조품의 완성품은 +상 영역에서 엄격하게 관리되어야 합니다. Gr5를 예로 들면, 잉곳 파괴 온도는 1200~850도(상대), 예비성형 온도는 1000~800도(+상 변태점 근처의 상대), 금형 단조 온도는 950~800도(일반 +상대)입니다. 다단계-온도 제어를 통해 처리 효율성과 제품 성능이 균형을 이룹니다.

 

3. 근- -타입 티타늄 합금

이들 합금은 상변태 온도가 낮고 넓은 온도 범위에서 압연이 가능하지만 과도한 결정립 성장을 유발하는 지나치게 높은 온도는 피해야 합니다. 일반적으로 강도와 인성의 균형을 이루는 구조를 얻기 위해 + 단계 영역에서 압연됩니다.

 

 

1. 상변태 온도의 정확한 위치 파악

열팽창 실험 또는 금속 조직 분석을 통해 특정 합금의 / 상 변태점을 결정하여 상 영역과 + 상 영역을 나누어 간격의 잘못된 판단으로 인한 미세 구조 결함을 방지합니다.

 

2. 필요에 따라 롤링 간격을 선택하십시오.

본래의 구조를 개선하기 위해 잉곳 파괴를 위한 위상 영역에서 대형-변형 압연을 우선시하고, 강도와 가소성의 균형을 맞추기 위해 완성된 단조물의 +상 영역을 우선시합니다. 높은 인성이 요구되는 단조품의 경우 +상 영역의 압연 온도를 적절하게 낮추어 결정립을 미세화할 수 있습니다.

 

3. 온도 변화도 제어 최적화

대형 단조품에는 '저온 급속 압연' 또는 '다-패스 압연'을-채택하여 표면-핵심 온도 차이를 줄이고 특성 균일성을 향상시킵니다.

 

4. 후속 열처리와 시너지 효과

상대 압연 후 어닐링하여 침상 구조를 미세화하고 + 상대 압연 후 용체화를 수행하여 강도를 더욱 향상시킵니다.

 

Ruihang은 고품질 티타늄 합금 단조품을 공급하는 티타늄 및 티타늄 합금 제품 전문 제조업체입니다. 자세한 내용은 이메일을 통해 문의하시기 바랍니다:Sam.Rui@bjrh-titanium.com