Από μικροπορώδες σφουγγάρι σε πυκνό πλέγμα: "μεταλλουργικός ανασυνδυασμός" αποδομημένων πλακών και ράβδων τιτανίου και υψηλών προδιαγραφών μηχανικής-
Στην πυραμίδα υλικών της σύγχρονης βιομηχανίας, το τιτάνιο (Titanium) είναι γνωστό ως «διαστημικό μέταλλο» και «ωκεάνιο μέταλλο» λόγω της απαράμιλλης ειδικής αντοχής και της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση. Ωστόσο, στον τομέα της μεταλλουργίας, το πιο συναρπαστικό πράγμα για το τιτάνιο βρίσκεται στην προηγούμενη και την παρούσα ζωή του: το ένα άκρο είναι το Titanium Sponge, το οποίο έχει σχήμα σκωρίας, έχει χαλαρή δομή και είναι πολύ εύκολο να οξειδωθεί και να εκραγεί σε υψηλή θερμοκρασία. Στο άλλο άκρο υπάρχουν πλάκες και ράβδοι τιτανίου υψηλής ακρίβειας{{1} με πυκνά εσωτερικά πλέγματα και κρύες ασημί επιφάνειες.
Η εξέλιξη από "σπόγγος τρύπας" σε "βαρύ όπλο της μεγάλης χώρας" δεν είναι μόνο μια συμφωνία θερμοκρασίας και πίεσης, αλλά και μια ακραία διαδικασία για τη σύγχρονη μεταλλουργική τεχνολογία για τον ακριβή έλεγχο της μεταλλικής μικροδομής (Microstructure) και του προσανατολισμού των κόκκων.
I. Μεταλλουργική αναδιοργάνωση: τα «τέσσερα βασικά στάδια εξέλιξης» της μετατροπής του σπόγγου τιτανίου σε πλάκες και ράβδους
Στην αλυσίδα εφοδιασμού σε διεθνές επίπεδο, από τον σχηματισμό σφουγγαριού τιτανίου έως το τελικό υλικό (πλάκα τιτανίου, ράβδος τιτανίου), πρέπει να έχετε τον ακόλουθο κλειστό βρόχο κατασκευής σκληρού-πυρήνα:
1. Μεταλλουργία πλινθωμάτων: «Γέννηση πλέγματος» υπό κενό
Το σφουγγάρι τιτάνιο δεν μπορεί να υποστεί άμεση επεξεργασία. Πρώτα απ 'όλα, το σφουγγάρι τιτανίου πρέπει να έχει ακριβείς αναλογίες με αλουμίνιο, βανάδιο, μολυβδαίνιο, κασσίτερο και άλλα στοιχεία κράματος και να συμπιέζεται σε μπλοκ ηλεκτροδίων με υψηλή πίεση. Διπλή-απόφαση για τη τήξη (VAR έναντι EB): Για να εξαλειφθούν τα εγκλείσματα χαμηλής-πυκνότητας (LDI) και{5}}εγκλεισμάτων υψηλής πυκνότητας (HDI), οι ράβδοι τιτανίου υψηλής ποιότητας ή ημιαγωγών-πρέπει να υποβάλλονται σε ηλεκτρικό κενό (aAR2) υψηλής ξαναλιώνοντας. Για την πλάκα από εξαιρετικά ευρεία{11}}πλάκα τιτανίου, η σύγχρονη βιομηχανία προτιμά την τήξη με ψύξη κλίνης με δέσμη ηλεκτρονίων (EBCHM), η οποία μπορεί να ρίξει μεγάλα επίπεδα πλινθώματα χωρίς διαχωρισμό ταυτόχρονα.
2. Οδόνωση Οι νεοχυτευμένες ράβδοι τιτανίου είναι γεμάτες με κολονικούς κόκκους και το υλικό είναι άκαμπτο και εύθραυστο με σοβαρή ανισοτροπία.
Η ισχύς της μεγάλης αναλογίας σφυρηλάτησης: είναι απαραίτητο να περάσετε μέσα από χιλιάδες τόνους υδραυλικές πρέσες για να πραγματοποιήσετε επαναλαμβανόμενες επιμήκυνσεις και προβλήτες σε πολλαπλές κατευθύνσεις στην περιοχή της βήτα φάσης ή στην περιοχή δύο- φάσεων. Η ουσία αυτής της διαδικασίας είναι να σπάσει εντελώς τους κόκκους μέσω της Dynamic Recrystallization (Dynamic Recrystallization) για να μειωθούν σε λεπτούς, ομοιόμορφους Equiaxed Grains (Equiaxed Grains), που είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της υψηλής διάρκειας κόπωσης των ράβδων τιτανίου.
3. Εξέλιξη διακλάδωσης: "Θερμική-μηχανική παραμόρφωση λεκάνης απορροής" μεταξύ πλάκας τιτανίου και ράβδου τιτανίου
Μετά από-μπιλιέτες υψηλής ποιότητας (Billet/Slab), οι πλάκες τιτανίου και οι ράβδοι τιτανίου έχουν πάει σε μια εντελώς διαφορετική γραμμή παραγωγής:
Ράβδοι τιτανίου (τελική έλαση και περιστροφική σφυρηλάτηση): Η ράβδος κυλίεται συνεχώς, τραβιέται ή σφυρηλατείται περιστροφικά σε πολλαπλά περάσματα. Οι μηχανικοί πρέπει να ελέγχουν αυστηρά τη θερμοκρασία φινιρίσματος για να ρυθμίσουν τον έλεγχο υφής της ράβδου τιτανίου για να διασφαλίσουν ότι η αντοχή εφελκυσμού και η αντοχή διαρροής της ταιριάζουν απόλυτα.
Πλάκα τιτανίου (Διασταύρωση έλασης έναντι θερμής έλασης/Ψυχρής έλασης): Προκειμένου να εξαλειφθεί η ανισοτροπία του μετάλλου κατά την-κύλιση μονής κατεύθυνσης, η πλάκα τιτανίου υψηλής-αποδοχής υιοθετεί τη διαδικασία Cross Rolling (Cross Rolling) (δηλαδή περιστροφή 90 μοιρών μετά από διαμήκη έλαση και ξανά κύλιση). Με τον ακριβή έλεγχο του λόγου κάτω-πίεσης θερμής και ψυχρής έλασης, διασφαλίζεται η ομοιομορφία της δύναμης στην πλάκα προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.
4. Ανόπτηση και φινίρισμα υπό κενό Οι τελικές πλάκες και ράβδοι τιτανίου πρέπει να ανόπτονται σε κλίβανο υψηλού κενού για την εξάλειψη της εσωτερικής υπολειμματικής καταπόνησης και την πρόληψη της ευθραυστότητας του υδρογόνου. Η επιφάνεια είναι τουρσί, αλεσμένη χωρίς κέντρο (για ράβδους τιτανίου) ή γυαλισμένη για να σχηματίσει μια τέλεια κατάσταση επιφάνειας για τελική παράδοση.
II. Χάρτης διασυνοριακών-: αποκρυπτογράφηση του αιχμής-μπλε ωκεάνιου ίχνους που ελέγχεται από πλάκες και ράβδους τιτανίου
Εκτός από τα γνωστά-πλαίσια ατράκτου αεροσκαφών της πολιτικής αεροπορίας και τους χημικούς εναλλάκτες θερμότητας,-υλικά τιτανίου υψηλής ποιότητας κυριαρχούν στους παρακάτω αναφερόμενους τομείς υψηλής-υψηλού επιπέδου:
1. Τσιπ ημιαγωγών: πλάκες τιτανίου εξαιρετικά-υψηλής-καθαρότητας-ηλεκτρονικά-χαρακτηριστικά τεμάχια στόχων
Στην κατασκευή γκοφρετών ημιαγωγών, τα μεταλλικά φράγματα και οι πύλες γκοφρέτας από τσιπ-με κλίμακα μικρών σχηματίζονται με εναπόθεση διασκορπισμού PVD. Αυτό απαιτεί η καθαρότητα του στόχου τιτανίου που χρησιμοποιείται ως πηγή εξάτμισης να είναι πάνω από 99,999% (5Ν). Πλάκες τιτανίου εξαιρετικά-υψηλής-καθαρότητας που σχηματίζονται από τήξη υπό κενό και υπερ-διασταυρούμενη παραμόρφωση-τυλίγματος με εξαιρετικά μεγάλη{8}}κύλιση έχουν συνήθως μικροσκοπικό μέγεθος κόκκων μικρότερο από 50um και υψηλό βαθμό σταθερού προσανατολισμού κρυστάλλου, ο οποίος καθορίζει άμεσα την ομοιομορφία του πάχους του φιλμ κατά τη διάρκεια των στρώσεων.
2. Βιοϊατρική: Ιατρική ράβδος τιτανίου-Εμφυτεύσιμα ορθοπεδικά νύχια αρθρώσεων και σπονδυλικής στήλης (ορθοπεδικά εμφυτεύματα)
Στην επιδιόρθωση ανθρώπινου οστού, η επιλογή ράβδων τιτανίου Ti-6Al-4V ELI (υπερ-στοιχείο χαμηλού χάσματος) που πληρούν το πρότυπο ASTM F136 είναι η διεθνής επικρατούσα τάση. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο αυτής της ράβδου τιτανίου ελέγχεται αυστηρά σε λιγότερο από ή ίσο με 0. 13%. Οι λεπτές-ράβδοι ιατρικού τιτανίου υψηλής καθαρότητας είναι επεξεργασμένες με ακρίβεια CNC για να γίνουν νύχια ανθρώπινων οστών και τεχνητές αρθρώσεις, οι οποίες παρέχουν εξαιρετική αντοχή στην κόπωση, ενώ εξασφαλίζουν τέλεια βιοσυμβατότητα και μηδενική κυτταροτοξικότητα.
3. Εμπορική: σφυρηλάτηση μήτρας ράβδων τιτανίου-νέα εξαρτήματα δίσκου κινητήρα πυραύλων
Με την ανάπτυξη επαναχρησιμοποιήσιμων πυραύλων, οι στροβιλοκινητήρες και οι δίσκοι πυρήνα (Δίσκοι) πρέπει να αντέχουν τεράστια δυναμικά φορτία από υπερβολικό κρύο (υγρό υδρογόνο/υγρό οξυγόνο) έως μέτριες θερμοκρασίες. Ο δίσκος που έχει σφυρηλατηθεί από ράβδους τιτανίου υψηλών-άκρων μέσω της διαδικασίας σφυρηλάτησης θερμής μήτρας έχει εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη θραύση (Σκληρότητα θραύσης) και είναι το "κόκκαλο από χάλυβα και σίδηρο" που υποστηρίζει την ασφαλή ανάκτηση πυραύλων.
