गर्म बाहर निकालना के दौरान टाइटेनियम मिश्र धातु की छड़ के संरचनात्मक परिवर्तन

टाइटेनियम के यांत्रिक गुण, जिन्हें आमतौर पर यांत्रिक गुणों के रूप में जाना जाता है, शुद्धता से निकटता से संबंधित हैं। उच्च शुद्धता वाले टाइटेनियम में उत्कृष्ट मशीनेबिलिटी, अच्छा बढ़ाव और संकोचन है, लेकिन कम ताकत है और संरचनात्मक सामग्री के लिए उपयुक्त नहीं है। औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम में उपयुक्त अशुद्धियाँ होती हैं, इसमें उच्च शक्ति और प्लास्टिसिटी होती है, और यह संरचनात्मक सामग्री बनाने के लिए उपयुक्त है। टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु रिक्त स्थान की तापीय चालकता कम है, जो गर्म बाहर निकालना के दौरान सतह परत और आंतरिक परत के बीच एक बड़ा तापमान अंतर पैदा करेगा। जब एक्सट्रूज़न बैरल का तापमान 400 डिग्री होता है, तो तापमान का अंतर 200 ~ 250 डिग्री तक पहुंच सकता है। चूषण सुदृढ़ीकरण और रिक्त खंड के बड़े तापमान अंतर के संयुक्त प्रभाव के तहत, सतह पर धातु और रिक्त का केंद्र बहुत अलग ताकत और प्लास्टिक गुण उत्पन्न करता है, जो एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान बहुत असमान विरूपण का कारण बनता है। यह बड़े अतिरिक्त तन्यता तनाव पैदा करता है, जो एक्सट्रूडेड उत्पादों की सतह पर दरारों और दरारों का स्रोत बन जाता है। टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों की गर्म एक्सट्रूज़न प्रक्रिया एल्यूमीनियम मिश्र धातु, तांबा मिश्र धातु और यहां तक ​​कि स्टील की तुलना में अधिक जटिल है, जो टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु के विशेष भौतिक और रासायनिक गुणों द्वारा निर्धारित की जाती है।

अभी तक टाइटेनियम रॉड्स की एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में लुब्रिकेंट्स का इस्तेमाल करना पड़ता है। मुख्य कारण यह है कि टाइटेनियम 980 डिग्री और 1030 डिग्री के तापमान पर लौह-आधारित या निकल-आधारित मिश्र धातु मोल्ड सामग्री के साथ फ्यूसिबल यूक्टेक्टिक बना देगा, जिससे मोल्ड दृढ़ता से खराब हो जाएगा। ग्रेफाइट स्नेहक का उपयोग करते समय, उत्पाद की सतह पर गहरे अनुदैर्ध्य खरोंच बन सकते हैं, जो कि काम का परिणाम है मशीनिंग-टाइटेनियम रॉड और टाइटेनियम मिश्र धातु की छड़ मोल्ड से चिपकी हुई है। कांच के स्नेहक के साथ प्रोफ़ाइल को बाहर निकालते समय, यह एक नए प्रकार के दोष "खड़ा" को जन्म देगा, अर्थात उत्पाद की सतह परत में एक दरार। अध्ययनों से पता चला है कि "मार्कर" की उपस्थिति टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की कम तापीय चालकता के कारण होती है, जिसके कारण बिलेट की सतह परत हिंसक रूप से ठंडी हो जाती है और प्लास्टिसिटी तेजी से गिर जाती है।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं को निम्न-शक्ति उच्च-प्लास्टिसिटी, मध्यम-शक्ति और उच्च-शक्ति के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, और 200 (कम-शक्ति) से लेकर 1300 (उच्च-शक्ति) एमपीए तक की सीमा होती है, लेकिन आमतौर पर टाइटेनियम मिश्र धातुओं को उच्च शक्ति वाले मिश्र के रूप में माना जा सकता है। . वे एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से अधिक मजबूत होते हैं, जिन्हें मध्यम-शक्ति माना जाता है, और कुछ प्रकार के स्टील को पूरी तरह से बदल सकते हैं। 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की ताकत में तेजी से गिरावट की तुलना में, कुछ टाइटेनियम मिश्र धातु अभी भी 600 डिग्री सेल्सियस पर अच्छी ताकत बनाए रख सकते हैं। कॉम्पैक्ट धातु टाइटेनियम को हल्के वजन और उच्च शक्ति की वजह से विमानन उद्योग द्वारा अत्यधिक मूल्यवान माना जाता है। एल्यूमीनियम मिश्र, जो उच्च तापमान पर एल्यूमीनियम की तुलना में उच्च शक्ति बनाए रख सकते हैं। यह देखते हुए कि टाइटेनियम का घनत्व स्टील का 57% है, इसकी विशिष्ट शक्ति (शक्ति / वजन अनुपात या शक्ति / घनत्व अनुपात को विशिष्ट शक्ति कहा जाता है) अधिक है, और इसका संक्षारण प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और थकान प्रतिरोध मजबूत है। टाइटेनियम मिश्र धातु के 3/4 का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है जो विमानन संरचनात्मक मिश्र धातुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जो मुख्य रूप से संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं के रूप में उपयोग किए जाते हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु में उच्च शक्ति और कम घनत्व, अच्छे यांत्रिक गुण, अच्छी क्रूरता और संक्षारण प्रतिरोध है। इसके अलावा, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में खराब प्रक्रिया प्रदर्शन होता है और इन्हें काटना मुश्किल होता है। तप्त कर्म में हाइड्रोजन, ऑक्सीनाइट्राइड और कार्बन जैसी अशुद्धियों को अवशोषित करना बहुत आसान होता है। खराब घर्षण प्रतिरोध और जटिल उत्पादन प्रक्रिया भी है। टाइटेनियम का औद्योगिक उत्पादन 1948 में शुरू हुआ। विमानन उद्योग के विकास की आवश्यकता ने टाइटेनियम उद्योग को लगभग 8% की औसत वार्षिक वृद्धि दर से बढ़ने में सक्षम बनाया है। वर्तमान में, टाइटेनियम मिश्र धातु संसाधित सामग्री का दुनिया का वार्षिक उत्पादन 40,000 टन से अधिक टाइटेनियम मिश्र धातु ग्रेड के लगभग 30 प्रकार तक पहुंच गया है। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र Ti-6Al-4V (TC4) 'Ti-5Al-2.5Sn (TA7) और औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम (TA1, TA2 और TA3) हैं।

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