ताप उपचार प्रक्रियाओं से गुजरने के बाद टाइटेनियम मिश्र धातुओं की धातु संरचना में क्या परिवर्तन होते हैं?

1.1 तनाव राहत एनीलिंग तनाव राहत एनीलिंग का मुख्य उद्देश्य ठंड प्रसंस्करण, ठंड विरूपण और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की वेल्डिंग के दौरान उत्पन्न आंतरिक तनाव को खत्म करना है। इन आंतरिक तनावों की उपस्थिति से टाइटेनियम मिश्र धातु भागों के बाद के प्रसंस्करण या उपयोग में विकृति, दरार और अन्य समस्याएं हो सकती हैं, जिससे उनका प्रदर्शन और सेवा जीवन प्रभावित हो सकता है। इसलिए, तनाव राहत एनीलिंग प्रक्रिया आमतौर पर गर्म फोर्जिंग, कास्टिंग, ठंड विरूपण प्रसंस्करण, काटने, मशीनिंग और वेल्डिंग जैसी प्रक्रियाओं के बाद लागू की जाती है। तनाव राहत एनीलिंग प्रक्रिया के दौरान, एनीलिंग तापमान और समय का चयन बहुत महत्वपूर्ण है। गर्मी उपचार योग्य टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए, पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान का उपयोग आम तौर पर एनीलिंग के लिए किया जाता है, तनाव को दूर करने के लिए पुनर्प्राप्ति तंत्र का उपयोग किया जाता है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट है कि एनीलिंग मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित करके, टाइटेनियम मिश्र धातु के अन्य गुणों पर प्रतिकूल प्रभाव से बचते हुए आंतरिक तनाव को प्रभावी ढंग से समाप्त करना संभव है। वास्तविक उत्पादन में, विभिन्न उद्यमों ने उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए तनाव राहत एनीलिंग के मापदंडों पर बड़ी संख्या में प्रयोग और अनुकूलन किए हैं।

1.2 पूर्ण एनीलिंग, जिसे पुनर्क्रिस्टलीकरण एनीलिंग के रूप में भी जाना जाता है, इसका उद्देश्य एक पुनर्क्रिस्टलीकृत संरचना प्राप्त करना है, जिससे सामग्री की प्लास्टिसिटी में सुधार होता है। अधिकांश टाइटेनियम मिश्र धातु और + डुप्लेक्स टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग पुन: क्रिस्टलीकरण एनीलिंग अवस्था में किया जाता है। टाइटेनियम मिश्र धातु: एनीलिंग तापमान आमतौर पर चरण परिवर्तन बिंदु से नीचे 120 - 200 डिग्री पर सेट किया जाता है। यदि एनीलिंग तापमान बहुत अधिक है, तो यह अनाज के मोटे होने का कारण बनेगा, जिससे सामग्री का व्यापक प्रदर्शन कम हो जाएगा; जबकि कम तापमान के परिणामस्वरूप अपूर्ण पुनर्क्रिस्टलीकरण होगा और सामग्री की प्लास्टिसिटी आदर्श स्थिति तक नहीं पहुंच सकेगी। चूंकि शीतलन गति का टाइटेनियम मिश्र धातुओं की संरचना और प्रदर्शन पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, इसलिए शीतलन के लिए अक्सर वायु शीतलन विधि का उपयोग किया जाता है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट है कि कुछ एयरोस्पेस घटक विनिर्माण उद्यम, जब टाइटेनियम मिश्र धातु भागों का उत्पादन करते हैं, तो भागों की प्लास्टिसिटी और प्रसंस्करण प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए इस तापमान सीमा के भीतर सख्ती से एनीलिंग उपचार करते हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु और + डुप्लेक्स टाइटेनियम मिश्र धातु के पास: एनीलिंग प्रक्रिया के दौरान, पुन: क्रिस्टलीकरण के अलावा, चरण और चरण में भी परिवर्तन होंगे, जिससे एनीलिंग तापमान और शीतलन विधि निर्धारित करना अधिक जटिल हो जाएगा। विभिन्न कारकों पर व्यापक रूप से विचार करने की आवश्यकता है, और इष्टतम प्रक्रिया मापदंडों को निर्धारित करने के लिए बड़ी संख्या में प्रयोगों और अनुभव संचय के माध्यम से। टाइटेनियम होम ने उल्लेख किया कि शोधकर्ताओं ने इन मिश्र धातुओं पर गहन अध्ययन किया है और गणितीय मॉडलिंग और प्रयोगात्मक सत्यापन के संयोजन के माध्यम से एनीलिंग प्रक्रिया को लगातार अनुकूलित किया है। मेटास्टेबल टाइटेनियम मिश्र धातु: पूर्ण एनीलिंग को आमतौर पर समाधान उपचार के साथ जोड़ा जाता है, और एनीलिंग तापमान आमतौर पर + / चरण परिवर्तन बिंदु के 80-100 डिग्री से ऊपर होता है। यह उपचार विधि मिश्र धातु को अच्छी संरचना और प्रदर्शन प्राप्त करने में सक्षम बना सकती है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट है कि समुद्री इंजीनियरिंग क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले मेटास्टेबल टाइटेनियम मिश्र धातु, इस उपचार के बाद, कठोर समुद्री वातावरण के लिए बेहतर अनुकूल हो सकते हैं और सेवा जीवन में सुधार कर सकते हैं।

1.3 समाधान उपचार और उम्र बढ़ने का उपचार समाधान उपचार का उद्देश्य मेटास्टेबल चरणों को प्राप्त करना है जिन्हें उम्र बढ़ने के माध्यम से मजबूत किया जा सकता है, जैसे "मार्टेंसाइट", "मार्टेंसाइट" या मेटास्टेबल चरण। ये मेटास्टेबल चरण बाद की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान विघटित हो जाएंगे, जिससे ठीक संतुलन चरण उत्पन्न होंगे, जिससे वर्षा को मजबूत करने वाले प्रभाव उत्पन्न होंगे और सामग्री की कठोरता और ताकत में काफी वृद्धि होगी। घोल का तापमान आमतौर पर + / चरण परिवर्तन बिंदु से 40 से 100 डिग्री तक कम होता है, जिससे प्राथमिक चरण और चरण के गठन की अनुमति मिलती है, जबकि अनाज के अत्यधिक मोटे होने से बचा जाता है। समाधान उपचार के बाद शीतलन विधियों में आमतौर पर पानी शमन और तेल शमन शामिल होते हैं। जल शमन अधिक सामान्य है क्योंकि यह तेज़ शीतलन दर प्राप्त कर सकता है, जिससे आवश्यक मेटास्टेबल चरणों के निर्माण में सुविधा होती है। उच्च स्थिर तत्व सामग्री वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं में उम्र बढ़ने की मजबूती अधिक स्पष्ट है, जबकि इसका प्रभाव लगभग - मिश्र धातुओं और कम - स्थिर तत्व सामग्री वाले दो चरण टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अपेक्षाकृत कमजोर है। इसलिए, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, टाइटेनियम मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना और प्रदर्शन आवश्यकताओं के आधार पर समाधान और उम्र बढ़ने के उपचार के लिए प्रक्रिया मापदंडों का यथोचित चयन करना आवश्यक है। टाइटेनियम होम ने बताया कि कुछ उच्च-स्तरीय चिकित्सा उपकरण विनिर्माण उद्यमों ने समाधान और उम्र बढ़ने के उपचार मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित करके पर्याप्त ताकत और अच्छी जैव-अनुकूलता के साथ टाइटेनियम मिश्र धातु प्रत्यारोपण सामग्री हासिल की है।

2.1 गर्म करने के दौरान सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन

2.1.1 पुनर्क्रिस्टलीकरण और पुनर्प्राप्ति ठंडे काम वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं की हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, होने वाली पहली घटना पुनर्क्रिस्टलीकरण है। इस प्रक्रिया के दौरान रिक्तियों और अव्यवस्थाओं के संचलन के माध्यम से विरूपण के दौरान उत्पन्न दूसरे प्रकार के आंतरिक तनाव को समाप्त किया जा सकता है। पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान आम तौर पर पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान से कम होता है और आमतौर पर 450 और 640 डिग्री के बीच होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता जा रहा है, विकृत सूक्ष्म संरचना में नए विकृत समान अक्ष वाले दाने दिखाई देंगे, जो धीरे-धीरे विकृत दानों की जगह ले लेंगे, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री की कठोरता और ताकत में कमी आएगी और प्लास्टिसिटी में सुधार होगा। इस प्रक्रिया को पुनर्क्रिस्टलीकरण कहा जाता है। जब पुनर्क्रिस्टलीकरण होता है, तो विभिन्न प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातु अलग-अलग व्यवहार प्रदर्शित करेंगे। लगभग - मिश्रधातुओं और +मिश्रधातुओं के लिए, चरण विघटन और चरण सामग्री में परिवर्तन अक्सर देखे जाते हैं; मिश्रधातुओं के लिए, रीमेल्टिंग प्रक्रिया भी शामिल होती है। आम तौर पर, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सीमित ठंड विरूपण क्षमता के कारण, विरूपण और पुन: क्रिस्टलीकरण के माध्यम से मिश्र धातु के अनाज को परिष्कृत करना मुश्किल होता है। हालाँकि, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए, जिनमें मजबूत ठंड विरूपण क्षमता होती है, एक निश्चित डिग्री के शोधन को प्राप्त करने के लिए विरूपण और पुन: क्रिस्टलीकरण का उपयोग किया जा सकता है। + दोहरे चरण टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए, विरूपण और पुन: क्रिस्टलीकरण का उपयोग मिश्र धातु सूक्ष्म संरचना को परिष्कृत करने और इसकी प्लास्टिसिटी में सुधार करने के लिए भी किया जा सकता है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट से संकेत मिलता है कि अनुसंधान टीम ने विभिन्न टाइटेनियम मिश्र धातुओं की पुनर्प्राप्ति और पुन: क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं पर गहन अध्ययन किया है, जो गर्मी उपचार प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।

2.1.2 चरण और चरण परिवर्तन जब ताप तापमान → चरण परिवर्तन बिंदु से अधिक हो जाता है, तो चरण और चरण के क्रिस्टल प्रकार टाइटेनियम मिश्र धातुओं में परिवर्तित होने लगते हैं। शुद्ध टाइटेनियम के लिए, परिवर्तन तापमान लगभग 875 ± 5 डिग्री है। ↔ चरण परिवर्तन के दौरान, बर्गर अभिविन्यास संबंध अपरिवर्तित रहता है, अर्थात, (110) // (0001) ; [111] // [11 2 0] . इस विशिष्ट अभिविन्यास संबंध का टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना और गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट इस बात पर जोर देती है कि टाइटेनियम मिश्र धातुओं के सूक्ष्म संरचना विकास और प्रदर्शन अनुकूलन को नियंत्रित करने के लिए इस अभिविन्यास संबंध को समझना महत्वपूर्ण है।

2.2 शीतलन के दौरान सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन

2.2.1 धीमी शीतलन जब टाइटेनियम मिश्र धातुओं को धीरे-धीरे एकल चरण क्षेत्र से दो चरण क्षेत्र में ठंडा किया जाता है, तो चरण से चरण तक एक क्रिस्टल प्रकार का परिवर्तन अक्सर होता है, जो बर्गर अभिविन्यास संबंध को बनाए रखता है:। यह परिवर्तन प्रक्रिया अपेक्षाकृत धीमी है, और परिणामी सूक्ष्म संरचना अपेक्षाकृत एक समान है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट है कि माइक्रोस्ट्रक्चर एकरूपता के लिए उच्च आवश्यकताओं वाले कुछ टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों के उत्पादन में, धीमी शीतलन का उपयोग करके बेहतर उत्पाद गुणवत्ता प्राप्त की जा सकती है।

2.2.2 तीव्र शीतलन तीव्र शीतलन प्रक्रिया के दौरान, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के सूक्ष्म संरचना परिवर्तन अधिक जटिल होते हैं। विभिन्न परिवर्तन जैसे मार्टेंसाइट चरण परिवर्तन, शमन ω चरण, सुपरसैचुरेटेड चरण, और अवशिष्ट उच्च तापमान चरण हो सकते हैं। परिवर्तन उत्पादों में ´, ", ω, अंडरकूल्ड चरण, मेटास्टेबल चरण, सुपरसैचुरेटेड चरण आदि शामिल हैं, जो स्थिर तत्वों की सामग्री पर निर्भर करता है। विभिन्न परिवर्तन उत्पादों का टाइटेनियम मिश्र धातुओं के गुणों पर अलग-अलग प्रभाव पड़ेगा, जैसे मार्टेंसाइट चरण परिवर्तन टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताकत बढ़ा सकता है, लेकिन उनकी कठोरता को कम कर सकता है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट है कि शोधकर्ताओं ने शीतलन गति और मिश्र धातु संरचना को समायोजित करके तेजी से शीतलन प्रक्रिया के दौरान माइक्रोस्ट्रक्चर परिवर्तन को सटीक रूप से नियंत्रित किया है विभिन्न एप्लिकेशन परिदृश्यों की आवश्यकताओं को पूरा करें।

2.2.3 तीव्र शीतलन द्वारा उत्पन्न मेटास्टेबल चरण उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान संतुलन चरणों में बदल जाएंगे। इस प्रक्रिया में मेटास्टेबल चरणों का अपघटन, सुपरसैचुरेटेड चरणों का अपघटन और अन्य घटनाएं शामिल हैं। उपरोक्त परिवर्तन टाइटेनियम मिश्र धातुओं के ताप उपचार को मजबूत करने का मुख्य कारण है। उम्र बढ़ने के उपचार के तापमान और समय को उचित रूप से नियंत्रित करके, टाइटेनियम मिश्र धातु वांछित सूक्ष्म संरचना और गुण प्राप्त कर सकते हैं। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट से पता चलता है कि एयरोस्पेस क्षेत्र में, विमान घटकों के स्थिर और विश्वसनीय प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं की उम्र बढ़ने की परिवर्तन प्रक्रिया की सख्ती से निगरानी की जाती है।

2.2.4 यूटेक्टिक परिवर्तन टाइटेनियम मिश्र धातुओं का यूटेक्टिक परिवर्तन अक्सर टाइटेनियम और तेज़ यूटेक्टिक मिश्र धातुओं के स्थिर तत्वों वाले मिश्र धातुओं में होता है। यह परिवर्तन आमतौर पर सामग्री की प्लास्टिसिटी को कम कर देता है और सामग्री के गुणों पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। इस स्थिति को सुधारने के लिए, बैनिटिक गैर-परतीय माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त करने के लिए माइक्रोस्ट्रक्चर का आइसोथर्मल उपचार किया जा सकता है, जिससे सामग्री के व्यापक गुणों में सुधार हो सकता है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट है कि शोधकर्ताओं ने लगातार इज़ोटेर्मल उपचार प्रक्रिया मापदंडों का पता लगाया है और उनके अनुप्रयोग दायरे का विस्तार करते हुए, यूटेक्टिक परिवर्तन टाइटेनियम मिश्र धातुओं की प्लास्टिसिटी में सफलतापूर्वक सुधार किया है।

2.2.5 तनाव-प्रेरित चरण परिवर्तन मेटास्टेबल चरण तनाव या तनाव की क्रिया के तहत मार्टेंसाइट में परिवर्तित हो सकता है। परिवर्तन उत्पादों में हेक्सागोनल मार्टेंसाइट और ऑर्थोरोम्बिक मार्टेंसाइट शामिल हैं। यह प्रक्रिया एक चरण परिवर्तन प्रेरित प्लास्टिसिटी प्रभाव उत्पन्न कर सकती है, जिससे टाइटेनियम मिश्र धातु की लम्बाई और तनाव सख्त होने की दर बढ़ जाती है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, इस विशेषता का उपयोग टाइटेनियम मिश्र धातु भागों के निर्माण प्रदर्शन और थकान प्रतिरोध में सुधार करने के लिए किया जा सकता है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट है कि ऑटोमोटिव घटक विनिर्माण क्षेत्र में, टाइटेनियम मिश्र धातु के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए तनाव प्रेरित चरण परिवर्तन का उपयोग करने का प्रयास किया गया है। भागों.

निष्कर्ष में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताप उपचार प्रक्रिया और सूक्ष्म संरचना परिवर्तन एक जटिल और महत्वपूर्ण अनुसंधान क्षेत्र है। टाइटेनियम होम की रिपोर्ट ने उद्योग में नवीनतम शोध परिणाम और व्यावहारिक अनुप्रयोग मामले प्रस्तुत किए हैं। टाइटेनियम मिश्र धातुओं की गर्मी उपचार प्रक्रिया और माइक्रोस्ट्रक्चर परिवर्तन कानूनों को गहराई से समझकर, हम अधिक उचित रूप से गर्मी उपचार प्रक्रिया मापदंडों का चयन और डिजाइन कर सकते हैं, जिससे उत्कृष्ट गुणों के साथ टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री प्राप्त हो सकती है, जो विभिन्न इंजीनियरिंग क्षेत्रों की आवश्यकताओं को पूरा करती है। भविष्य में, अनुसंधान के निरंतर गहन होने और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के अनुप्रयोग की संभावनाएं व्यापक होंगी।