टाइटेनियम के लिए हीट ट्रीटमेंट क्यों मायने रखता है?
टाइटेनियम मिश्र धातु का प्रदर्शन मिश्र धातु के डिजाइन और ताप उपचार दोनों पर निर्भर करता है। एनीलिंग सबसे आम उपचार है क्योंकि यह आंतरिक तनाव से राहत देता है, लचीलापन बहाल करता है, माइक्रोस्ट्रक्चर को स्थिर करता है और बाद के निर्माण या मशीनिंग के लिए सामग्री तैयार करता है। चरण परिवर्तन व्यवहार को समझना - विशेष रूप से अल्फा {{3} से {{4}बीटा परिवर्तन और बीटा ट्रांसस तापमान - नीचे वर्णित प्रत्येक एनीलिंग मार्ग का आधार है।
1. तनाव-रिलीफ एनीलिंग
स्ट्रेस {{0}रिलीफ एनीलिंग कार्यशील माइक्रोस्ट्रक्चर में महत्वपूर्ण बदलाव किए बिना कास्टिंग, कोल्ड वर्किंग या वेल्डिंग द्वारा उत्पन्न आंतरिक तनाव को हटा देता है। तापमान कायम रखा जाता हैपुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान से नीचे, आम तौर पर सामान्य टाइटेनियम ग्रेड के लिए 450-650 डिग्री। धारण करने का समय अनुभाग की मोटाई, पूर्व प्रसंस्करण इतिहास और राहत की आवश्यक डिग्री पर निर्भर करता है। क्योंकि तापमान कम है, ताकत और लचीलापन काफी हद तक संरक्षित है। वेल्डेड असेंबलियों के लिए, तनाव से राहत बाद की मशीनिंग के दौरान विरूपण के जोखिम को भी कम कर देती है।
2. साधारण (मिल) एनीलिंग
मिल एनीलिंग शिपमेंट से पहले अर्ध-तैयार उत्पादों पर लागू मानक उपचार है। यह तकनीकी विशिष्टताओं को पूरा करने वाली ताकत के स्तर को बनाए रखते हुए उत्पादन के बुनियादी तनाव को दूर करता है। तापमान पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान के बराबर या उससे थोड़ा नीचे है, और शीतलन आमतौर पर वायु शीतलन है। यह उपचार अधिकांश वाणिज्यिक अल्फ़ा और अल्फ़ा -बीटा मिश्र धातुओं के लिए ताकत और लचीलापन को संतुलित करता है और इसलिए सामग्री प्रमाणपत्रों में उद्धृत डिफ़ॉल्ट स्थिति है।
3. पूर्ण (पुन: क्रिस्टलीकरण) एनीलिंग
पूर्ण एनीलिंग पूरी तरह से काम की कठोरता को समाप्त करता है, संरचना को स्थिर करता है और पुन: क्रिस्टलीकरण के माध्यम से प्लास्टिसिटी को अधिकतम करता है। तापमान चुना गया हैपुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान और बीटा ट्रांसस के बीच. ट्रांसस से अधिक होने से बचना चाहिए: यह एक मोटे विडमैनस्टैटन (वीस) संरचना को बढ़ावा देता है और मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों को ख़राब करता है। क्योंकि अल्फ़ा, अल्फ़ा{2}}बीटा और निकट-बीटा मिश्रधातु अलग-अलग प्रतिक्रिया देते हैं, एनीलिंग तापमान और शीतलन दर ग्रेड-विशिष्ट होते हैं।
4. डुप्लेक्स एनीलिंग
डुप्लेक्स एनीलिंग से प्लास्टिसिटी, फ्रैक्चर कठोरता और माइक्रोस्ट्रक्चरल स्थिरता में सुधार होता है, और इसका उपयोग अक्सर गर्मी प्रतिरोधी टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए किया जाता है, जिन्हें लंबे समय तक उच्च तापमान तनाव के तहत स्थिर गुणों को बनाए रखना चाहिए। इस प्रक्रिया में दो चरण होते हैं:
प्रथम (उच्च-तापमान) एनीलिंग:पुनर्क्रिस्टलीकरण समाप्ति तापमान पर या उससे थोड़ा ऊपर, प्राथमिक अल्फा चरण के आयतन अंश को नियंत्रित करते हुए, अत्यधिक अनाज वृद्धि के बिना पूर्ण पुनर्क्रिस्टलीकरण के लिए पर्याप्त लंबा।
दूसरा (निम्न-तापमान) एनीलिंग:लंबे समय तक धारण के साथ पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान से नीचे, हवा के ठंडा होने के बाद बनाए गए मेटास्टेबल बीटा चरण को एक महीन, स्थिर अल्फा + बीटा मिश्रण में विघटित करने की अनुमति देता है।
इसका परिणाम संतुलन के करीब एक अधिक समान संरचना है, जिसमें सेवा तापमान पर संपत्ति के क्षरण के प्रतिरोध में सुधार होता है।
5. इज़ोटेर्मल एनीलिंग
इज़ोटेर्मल एनीलिंग प्लास्टिसिटी और थर्मल स्थिरता और सूट का सबसे अच्छा संयोजन प्रदान करता हैस्थिरीकरण तत्वों में बीटा की उच्च सामग्री के साथ दो -चरण (अल्फा{1}}बीटा) मिश्रधातुएँ. पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान से ऊपर गर्म करने और धारण करने के बाद, वर्कपीस को सीधे कम तापमान (आम तौर पर 600-650 डिग्री) पर दूसरी भट्ठी में स्थानांतरित किया जाता है, वहां रखा जाता है, और फिर हवा को कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है। चरणबद्ध शीतलन बीटा चरण को नियंत्रित परिस्थितियों में बदलने की अनुमति देता है, जिससे एक बढ़िया, समान अल्फा + बीटा संरचना तैयार होती है।
एनीलिंग मार्ग चयन
| मार्ग | विशिष्ट तापमान | उद्देश्य | के लिए सबसे उपयुक्त |
|---|---|---|---|
| तनाव से राहत | 450-650 डिग्री | अवशिष्ट तनाव दूर करें | वेल्डेड और ठंडे-कार्यशील हिस्से |
| मिल एनीलिंग | पुनर्क्रिस्टलीकरण के निकट | संतुलित शक्ति/लचीलापन | शीट, बार, ट्यूब स्टॉक |
| पूर्ण एनीलिंग | बीटा ट्रांसस के नीचे पुनः क्रिस्टलीकरण | अधिकतम प्लास्टिसिटी, स्थिर संरचना | भारी काम वाले उत्पाद |
| डुप्लेक्स एनीलिंग | दो-चरण, उच्च + निम्न | कठोरता और स्थिरता | ऊष्मा {{0}प्रतिरोधी मिश्रधातुएँ |
| इज़ोटेर्मल एनीलिंग | उच्च + 600-650 डिग्री पकड़ | सर्वोत्तम प्लास्टिसिटी और थर्मल स्थिरता | बीटा{{0}समृद्ध अल्फा-बीटा मिश्रधातु |
Ti-6Al-4V (TC4) के लिए, विशिष्ट मिल एनीलिंग 700-790 डिग्री पर की जाती है जिसके बाद वायु शीतलन किया जाता है, जबकि उच्च शक्ति की आवश्यकता होने पर समाधान उपचार और उम्र बढ़ने (लगभग 930-955 डिग्री समाधान, पानी शमन, फिर 480-595 डिग्री उम्र बढ़ने) का उपयोग किया जाता है। हमेशा लागू विनिर्देश (एएसटीएम बी265, एएसटीएम बी348, एएमएस 2801 या मिश्र धातु-विशिष्ट मानक) के विरुद्ध सटीक चक्र की पुष्टि करें क्योंकि बीटा ट्रांसस तापमान मिश्र धातु संरचना के साथ भिन्न होता है।
व्यावहारिक सिफ़ारिशें
भट्ठी के वातावरण को नियंत्रित करें; टाइटेनियम उच्च तापमान पर ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को अवशोषित करता है, जिससे एक भंगुर अल्फा केस बनता है जिसे उपचार के बाद हटा दिया जाना चाहिए।
लोड से जुड़े थर्मोकपल का उपयोग करें और महत्वपूर्ण भागों को संसाधित करने से पहले एकरूपता को सत्यापित करें।
पता लगाने की क्षमता के लिए ताप उपचार प्रमाणपत्र पर पूरा चक्र (तापमान, समय, शीतलन दर) रिकॉर्ड करें।
पतले वर्गों के लिए, अनाज की अत्यधिक वृद्धि से बचने के लिए तेज़ शीतलन का उपयोग करें; भारी वर्गों के लिए, आनुपातिक रूप से होल्डिंग समय बढ़ाएँ।
