Modifications structurelles des tiges de titane TA1 pendant le traitement d'extrusion à chaud

L'apparence des tiges de titane TA1 est très similaire à celle de l'acier, avec une densité de 4,51 g/cm3, soit moins de 60 % de l'acier, et constitue l'élément métallique de plus faible densité parmi les métaux réfractaires. Les propriétés mécaniques du titane, communément appelées propriétés mécaniques et pureté, sont très importantes. Le titane de haute pureté a une excellente usinabilité, un allongement et un retrait de section bons, mais une faible résistance, ne convient pas aux matériaux structurels. Le titane pur industriel contient une quantité modérée d'impuretés, avec une résistance et une plasticité élevées, adaptées à la production de matériaux structurels. La conductivité thermique des billettes de titane et d'alliage de titane est faible, dans l'extrusion à chaud, la couche de surface et la couche intérieure produiront une grande différence de température, lorsque la température du cylindre d'extrusion est de 400 degrés, la différence de température peut atteindre 200 ~ 250 degrés. Dans la section de renforcement par aspiration et de billette, il y a une grande différence de température sous l'influence conjointe de la surface de la billette et du centre du métal pour produire des propriétés de résistance et des propriétés plastiques très différentes, dans le processus d'extrusion provoquera une déformation très inégale, dans la couche de surface des contraintes de traction supplémentaires importantes, qui surviennent lors de l'extrusion de la surface du produit, forment des fissures et des fissures à l'origine. Le processus d'extrusion à chaud des produits en titane et en alliage de titane que les alliages d'aluminium, les alliages de cuivre et même le processus d'extrusion d'acier est plus complexe, c'est en raison des propriétés physiques et chimiques spéciales du titane et de l'alliage de titane de la décision.

Jusqu'à présent, le processus d'extrusion des tiges de titane devait utiliser des lubrifiants. La raison principale est la suivante : le titane à une température de 980 degrés et 1030 degrés sera formé avec un matériau de matrice en alliage à base de fer ou de nickel, eutectique fusible, de sorte que la matrice soit fortement usée. Lors de l'utilisation de lubrifiants au graphite, de profondes lignes de rayures longitudinales peuvent se former sur la surface du produit, conséquence de l'adhésion des tiges de titane et des tiges en alliage de titane au travail sur le moule. L'extrusion de profilés avec des lubrifiants pour verre conduit à un nouveau type de défauts "pockmarks", c'est-à-dire des fissures dans la couche superficielle du produit. Il a été démontré que des « grêles » apparaissent en raison de la faible conductivité thermique du titane et des alliages de titane, ce qui entraîne un refroidissement brutal de la couche superficielle de la billette et une forte diminution de la plasticité.

Les alliages de titane ont une plasticité élevée à faible résistance, une résistance moyenne et une résistance élevée, pour 200 (faible résistance) ~ 1 300 (haute résistance) MPa, mais dans l'ensemble, les alliages de titane peuvent être considérés comme des alliages à haute résistance. Ils ont une résistance supérieure à celle des alliages d'aluminium, considérés comme de résistance moyenne, et peuvent remplacer complètement certains types d'acier en termes de résistance. Comparés aux alliages d'aluminium, qui perdent rapidement leur résistance à des températures supérieures à 150 degrés, certains alliages de titane conservent une bonne résistance à 600 degrés. Le titane métallique dense en raison de son poids léger, de sa résistance supérieure à celle des alliages d'aluminium, peut être maintenu à des températures élevées que l'aluminium pour une résistance élevée et l'industrie aéronautique y attache une grande importance. Compte tenu de la densité du titane pour l'acier 57%, sa résistance spécifique (le rapport résistance/poids ou rapport résistance/densité sont appelés résistance spécifique) élevée, la corrosion, l'oxydation, la résistance à la fatigue sont fortes, les alliages de titane, 3/4 utilisés pour l'aérospatiale alliages de construction en tant que représentant des matériaux de structure, 1/4 est principalement utilisé comme alliages résistants à la corrosion. L'alliage de titane a une résistance élevée et une faible densité, de bonnes propriétés mécaniques, une ténacité et une résistance à la corrosion très bonnes. De plus, les performances du processus d'alliage de titane sont médiocres, les difficultés de coupe et de traitement, dans le traitement thermique, très facile à absorber les impuretés telles que l'hydrogène, l'oxygène, l'azote et le carbone. La résistance à l'abrasion est également faible et le processus de production est complexe. La production industrialisée de titane a débuté en 1948. Les besoins du développement de l'industrie aéronautique, de sorte que l'industrie du titane ait un taux de croissance annuel moyen d'environ 8% de développement. À l'heure actuelle, la production annuelle mondiale de matériaux de traitement d'alliages de titane a atteint plus de 40 000 tonnes d'alliages de titane de près de 30 types. L'alliage de titane le plus largement utilisé est le Ti-6Al-4V (TC4), le Ti-5Al-2.5Sn (TA7) et le titane pur industriel (TA1, TA2 et TA3).