Mikropoorsest käsnast tiheda võreni: dekonstrueeritud titaanplaatide ja varraste metallurgiline rekombinatsioon ning tipptasemel{0}}tehniline paigutus
Kaasaegse tööstuse materjalipüramiidis tuntakse titaani (Titanium) kui "kosmosemetalli" ja "ookeani metalli" selle võrratu eritugevuse ja äärmise korrosioonikindluse tõttu. Kuid metallurgia vallas peitub titaani juures kõige põnevam tema minevikus ja praeguses elus: üks ots on Titanium Sponge, mis on räbukujuline, lahtise struktuuriga ning kõrgel kuumusel väga kergesti oksüdeeruv ja plahvatav; Teises otsas on ülitäpsed titaanplaadid ja -vardad, millel on tihe sisevõre ja külm hõbedane pind.
Areng "augukäsnast" "suure riigi raskerelvaks" pole mitte ainult temperatuuri ja rõhu sümfoonia, vaid ka kaasaegse metallurgiatehnoloogia äärmuslik protsess, mis võimaldab täpselt kontrollida metalli mikrostruktuuri (mikrostruktuuri) ja tera orientatsiooni.
I. Metallurgiline ümberkorraldamine: käsna titaani plaatideks ja varrasteks muutmise "neli põhilist arenguetappi"
Rahvusvahelises tarneahelas, alates titaankäsna moodustamisest kuni lõpliku materjalini (titaanplaat, titaanvarras), peab kogema järgmist kõva{0}}südamiku suletud ahela tootmist:
1. Valuplokimetallurgia: "Võre sünd" vaakumis
Titaani käsna ei saa otse töödelda. Esiteks tuleb titaankäsn olla täpselt proportsioonis alumiiniumi, vanaadiumi, molübdeeni, tina ja muude sulamielementidega ning pressida kõrgsurve abil elektroodiplokkideks. Kahe-rajaline otsus sulatamiseks (VAR vs. EB): Madala-tihedusega inklusioonide (LDI) ja suure-tihedusega inklusioonide (HDI) välistamiseks peavad kõrge-kvaliteediga või pooljuht-klassi titaanist valuplokid läbima 2 kuni 2-st kuni 3-st VARvakum-kuumutist. Kaasaegne tööstus eelistab ülilaia titaanplaadi tooriku puhul elektronkiirjahutusega ahju (EBCHM) sulatamist, millega saab korraga valada suuri lamedaid valuplokke ilma eraldamiseta.
2. Cogging Värskelt valatud titaani valuplokid on täidetud kolonnikujuliste teradega ning materjal on jäik ja rabe ning tõsise anisotroopsusega.
Suure sepistamissuhte võimsus: beetafaasi piirkonnas või + kahe -faasi piirkonnas on vaja läbida tuhandeid tonne hüdraulilisi presse, et teostada korduvat pikendamist ja sammasid mitmes suunas. Selle protsessi põhiolemus on terade täielik purustamine dünaamilise ümberkristallimise (dünaamilise ümberkristallimise) kaudu, et redutseerida peeneks ühtlasteks võrdseteks teradeks (Equiaxed Grains), mis on titaanvarraste suure väsimuse nurgakivi.
3. Shunt Evolution: "termo-mehaaniline deformatsiooni vesikond" titaanplaadi ja titaanvarda vahel
Pärast kvaliteetset-toorikuid (Billet/Slab) on titaanplaadid ja titaanvardad läinud täiesti teisele tootmisliinile:
Titaanvardad (viimistletud valtsimine ja pöörlev sepistamine): toorikuid valtsitakse, tõmmatakse või sepistatakse pöörlevalt mitme käiguga. Insenerid peavad rangelt kontrollima viimistlustemperatuuri, et reguleerida titaanvarda tekstuuri reguleerimist, et tagada selle tõmbetugevuse ja voolavuspiiri täiuslik vastavus.
Titaanplaat (ristvaltsimine vs. kuumvaltsimine/külmvaltsimine): metalli anisotroopia kõrvaldamiseks ühesuunalise-valtsimise ajal kasutab kõrgekvaliteediline titaanplaat ristvaltsimise (ristvaltsimise) protsessi (st pärast pikivaltsimist ja uuesti valtsimist pöörab 90 kraadi). Kuum- ja külmvaltsimise rõhu{5}}täpne reguleerimine tagab plaadile mõjuva jõu ühtsuse igas suunas.
4. Vaakumlõõmutamine ja viimistlemine Lõplikud titaanplaadid ja -vardad tuleb lõõmutada kõrgvaakumahjus, et kõrvaldada sisemine jääkpinge ja vältida vesiniku haprumist. Pind on marineeritud, tsentriteta lihvitud (titaanvarraste jaoks) või poleeritud, et moodustada lõplikuks tarnimiseks täiuslik pinnaseisund.
II. Piiriülene-kaart: titaanplaatide ja varrastega juhitava-sinise ookeaniraja dešifreerimine
Lisaks hästi-tuntud tsiviillennukite kereraamidele ja keemilistele soojusvahetitele domineerivad kvaliteetsed-titaanmaterjalid järgmistes allpool nimetatud kõrgete{2}}tasulistes piirkondades:
1. Pooljuhtkiibid: üli-kõrge-puhtusastmega titaanplaadid-elektroonilised-puhastussihtmärgi toorikud
Pooljuhtplaatide valmistamisel moodustatakse PVD pihustussadestamise teel mikron-skaala kiipidest metalltõkked ja vahvelväravad. See eeldab, et aurustusallikana kasutatava titaani sihtmärgi puhtus peaks olema üle 99,999% (5N). Üli-kõrge-puhtusastmega titaanplaatidel, mis on moodustatud vaakumsulatamise ja üli-suure deformatsiooniga-ristvaltsimise teel, on tavaliselt mikroskoopiline tera suurus alla 50 um ja kristallide kõrge ühtlane orientatsioon, mis määrab otseselt kile paksuse ühtluse pihustamise ajal.
2. Biomeditsiiniline: meditsiiniline titaanvarras-implanteeritavad ortopeedilised liigese- ja seljaküüned (ortopeedilised implantaadid)
Inimese luude parandamisel on Ti-6Al-4V ELI (ultra-low gap element) titaanvardade valik, mis vastavad ASTM F136 standardile, rahvusvaheliseks peavooluks. Selle titaanvarda hapnikusisaldust kontrollitakse rangelt vahemikus, mis on väiksem või võrdne 0. 13%. Peeneteralised, kõrge puhtusastmega meditsiinilise titaani vardad on CNC-täppistöötlusega töödeldud, et saada inimese luuküüned ja kunstliigesed, mis tagavad äärmise väsimuskindluse, tagades samas täiusliku biosobivuse ja nulli tsütotoksilisuse.
3. Kaubanduslik: titaanist varraste sepised-uued raketimootori kettakomponendid
Korduvkasutatavate rakettide väljatöötamisel peavad mootori turbopumbad ja südamikukettad (kettad) taluma tohutuid dünaamilisi koormusi äärmuslikust külmast (vedel vesinik/vedel hapnik) kuni mõõduka temperatuurini. Kõrgekvaliteedilistest-titaanvarrastest kuumstantsimise käigus sepistatud ketas on äärmiselt kõrge murdumiskindlusega (murdmiskindlus) ning see on "terasest ja rauast luu", mis toetab rakettide ohutut taastumist.
