Mikrohuokoisesta sienestä tiheään hilaan: Dekonstruoitujen titaanilevyjen ja -tankojen metallurginen rekombinaatio ja huippuluokan suunnittelu{0}}

Modernin teollisuuden materiaalipyramidissa titaani (Titanium) tunnetaan "avaruusmetallina" ja "valtameren metallina" sen vertaansa vailla olevan ominaislujuuden ja äärimmäisen korroosionkestävyyden vuoksi. Metallurgian alalla kiehtovin asia titaanissa on kuitenkin sen menneessä ja nykyisessä elämässä: toinen pää on Titanium Sponge, joka on kuonan muotoinen, löysä rakenne ja joka on erittäin helppo hapettaa ja räjähtää korkeassa kuumuudessa; Toisessa päässä on erittäin-tarkkaat titaanilevyt ja -tangot, joissa on tiheät sisähilat ja kylmät hopeiset pinnat.

Evoluutio "reikäsienestä" "suuren maan raskaaksi aseeksi" ei ole vain lämpötilan ja paineen sinfonia, vaan myös äärimmäinen prosessi nykyaikaiselle metallurgiselle teknologialle metallin mikrorakenteen (mikrorakenteen) ja rakeiden suuntauksen tarkkaan hallintaan.

I. Metallurginen uudelleenjärjestely: "neljä ydinkehitysvaihetta" sieni-titaanin muuntamisessa levyiksi ja tangoiksi

Kansainvälisellä toimitusketjulla titaanisienen muodostumisesta lopulliseen materiaaliin (titaanilevy, titaanitanko) on koettava seuraava kova{0}}ydinvalmistussuljettu silmukka:

1. Harkon metallurgia: "Lattice Birth" tyhjiössä

Sienititaania ei voida käsitellä suoraan. Ensinnäkin titaanisieni on suhteutettava tarkasti alumiinin, vanadiinin, molybdeenin, tinan ja muiden seoselementtien kanssa ja puristettava elektrodilohkoihin korkealla paineella. Kaksiraitainen ratkaisu sulatukseen (VAR vs. EB): Matala-tiheyksisten inkluusioiden (LDI) ja korkean-tiheyksisten inkluusioiden (HDI) eliminoimiseksi korkea-laatuluokan tai puolijohde-laatuisten titaaniharkkojen on läpäistävä 2 - VARvamelvacuum.3. Ultra{11}}leveän titaanilevyn aihiossa nykyaikainen teollisuus suosii elektronisuihkujäähdytteisen petiuunin (EBCHM) sulatusta, joka voi valaa suuria litteitä harkkoja ilman erottelua kerralla.

2. Kovetus Hiljattain valetut titaaniharkot on täytetty pylväsrakeilla, ja materiaali on jäykkää ja hauras ja sen anisotropia on vakavaa.

Suuren taontasuhteen teho: joudutaan kulkemaan tuhansien tonnejen hydraulipuristimien läpi toistuvan pidennyksen ja laiturien suorittamiseksi useisiin suuntiin beetavaiheen alueella tai + kaksi{1}}vaihealueella. Tämän prosessin ydin on hajottaa rakeet kokonaan dynaamisen uudelleenkiteytyksen (Dynamic Recrystallization) avulla, jolloin saadaan hienojakoisia, yhtenäisiä Equiaxed Grains -rakeita (Equiaxed Grains), joka on titaanitankojen korkean väsymisiän kulmakivi.

3. Shunt Evolution: "Thermo-mechanical Deformation Watershed" titaanilevyn ja titaanitangon välillä

Korkealaatuisten-aihioiden (Billet/Slab) jälkeen titaanilevyt ja titaanitangot ovat siirtyneet täysin eri tuotantolinjalle:

Titaanitangot (viimeistelyvalssaus ja pyörivä taonta): Aihiota rullataan jatkuvasti, vedetään tai pyöritetään useissa ajoissa. Insinöörien on valvottava tiukasti viimeistelylämpötilaa säädelläkseen titaanitauvan teksturoinnin hallintaa varmistaakseen, että sen vetolujuus ja myötölujuus vastaavat täydellisesti.

Titaanilevy (ristivalssaus vs. kuumavalssaus/kylmävalssaus): Metallin anisotropian eliminoimiseksi yksisuuntaisen-valssauksen aikana huippuluokan titaanilevy käyttää poikkivalssausprosessia (ristivalssaus) (eli pyörii 90 astetta pitkittäisvalssauksen ja uudelleen valssauksen jälkeen). Kuuma- ja kylmävalssauksen alaspainesuhdetta säätelemällä tarkasti{5}}taataan levyyn kohdistuvan voiman tasaisuus mihin tahansa suuntaan.

4. Tyhjiöhehkutus ja viimeistely Lopulliset titaanilevyt ja -tangot on hehkutettava suurtyhjiöuunissa sisäisen jäännösjännityksen poistamiseksi ja vetyhaurastumisen estämiseksi. Pinta peitataan, hiotaan keskeltä (titaanitangoille) tai kiillotetaan täydellisen pintatilan muodostamiseksi lopullista toimitusta varten.

II. Rajakartta

Tunnettujen-siviili-ilmailun lentokoneiden rungon ja kemiallisten lämmönvaihtimien lisäksi korkealaatuiset-titaanimateriaalit hallitsevat seuraavia korkean{2}}premium-alueita:

1. Puolijohdesirut: ultra-korkea-puhtaus titaanilevyt-elektroniset-sputterointikohdeaihiot

Puolijohdekiekkojen valmistuksessa PVD-sputterointipinnoituksella muodostetaan metalliesteet ja mikroni{0}}mitakaavan sirujen kiekkoportit. Tämä edellyttää, että haihdutuslähteenä käytetyn titaanikohteen puhtauden tulee olla yli 99,999 % (5N). Ultra-korkea-puhtaus titaanilevyt, jotka on muodostettu tyhjiösulattamalla ja super-suurilla muodonmuutoksilla risti-valssaamalla, on yleensä mikroskooppinen raekoko alle 50um ja korkea tasainen kiteen suuntaus, mikä määrittää suoraan kalvon paksuuden tasaisuuden sputteroinnin aikana.

2. Biolääketiede: Medical Titanium Rod-Istutettavat ortopediset nivel- ja selkärangan kynnet (ortopediset implantit)

Ihmisen luun korjauksessa ASTM F136 -standardin mukaisten Ti-6Al-4V ELI (ultra-low gap element) titaanitankojen valikoima on kansainvälinen valtavirta. Tämän titaanisauvan happipitoisuutta valvotaan tiukasti enintään 0. 13%. Hienojakoiset, erittäin puhtaat lääketieteelliset titaanitangot on CNC-tarkkuuskoneistettu niin, että niistä tulee ihmisen luukynsiä ja tekoniveliä, jotka kestävät äärimmäistä väsymystä ja varmistavat samalla täydellisen bioyhteensopivuuden ja nolla sytotoksisuuden.

3. Kaupallinen: titaaniset tangot-uudet rakettimoottorin levykomponentit

Uudelleenkäytettävien rakettien kehityksen myötä moottorien turbopumppujen ja ydinlevyjen (levyjen) on kestettävä valtavia dynaamisia kuormituksia äärimmäisestä kylmyydestä (nestemäinen vety/nestemäinen happi) kohtalaisiin lämpötiloihin. Huippuluokan-titaanistauvoista kuumamuottitaontaprosessin kautta taotulla kiekolla on erittäin korkea murtolujuus (murtolujuus) ja se on "teräs- ja rautaluu", joka tukee rakettien turvallista palautumista.