בשל שורה של יתרונות כגון חוזק ספציפי גבוה, עמידות טובה בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה גבוהה, נעשה שימוש נרחב בסגסוגות טיטניום בתעשיות תעופה וחלל, ימיות וכימיקלים.
טיטניום טהור תעשייתי הוא סוג של חומר מבנה מתכת בעל חוזק ספציפי גבוה ועמידות בפני קורוזיה טובה, בעל פלסטיות תהליכית גבוהה והוא מסוגל לעיוות גדול גם בתנאי דפורמציה קרים. בשנים האחרונות נעשה שימוש ברדיד טיטניום טהור במגוון רחב יותר ויותר של יישומים, כגון מחליפי חום צלחות, צלחות גליות ליישומים בתעשיית האלקטרוליזה ולוחות קיר מסך טיטניום.
יצירת כבישה קרה היא שיטה חשובה ליצירת נייר כסף. לדוגמה, יריעות מחליף חום של לוחות טיטניום TA1 נוצרות בדרך כלל על ידי הטבעה קרה, והרצועה חייבת להיות בעלת תכונות התפשטות טובות. לרדיד טיטניום טהור יש את החסרונות הבאים בתהליך ההטבעה והיצירה: (1) ריבאונד גדול, חוזק הכיפוף של טיטניום גבוה יחסית, מודול האלסטיות קטן, כך שהמתח האלסטי גבוה, והריבאונד לאחר היווצרות גדול; (2) האניזוטרופיה הפלסטית גדולה, בשל העובדה שרצועות סגסוגת הטיטניום והרדיד מגולגלים בשיטת הרצועה, ולא ניתן לשנות את כיוון הרצועה בתהליך ייצור הרצועות, ולכן הרצועות והרדידים בדרך כלל יש תופעת אניזוטרופיה של נכס מכני משמעותי, במיוחד הפלסטיות. האניזוטרופיה תשפיע באופן משמעותי על היווצרות העיתונות, ובדרך כלל הפלסטיות הרוחבית נמוכה יותר מכיוון האורך, מה שמוביל לפיצוח העיתונות.
במאמר זה, סגסוגת טיטניום TA1 נלקחת כחומר הבדיקה, פרוסה בתהליך ייצור רצועות, ולאחר מכן מגולגלת על מנת לחקור את השפעת גלגול צולב על הארגון והמאפיינים של רדיד סגסוגת טיטניום TA1.
1 בדוק חומרים ושיטות
במאמר זה, סגסוגת טיטניום TA1 כחומר בדיקה, הרכבו מוצג בטבלה 1. ספוג טיטניום משמש להכנת מטיל סגסוגת טיטניום TA1 על ידי התכה של צריכה עצמית בוואקום, ולאחר מכן מחושל ללוח בעובי של 155 מ"מ, ולאחר מכן הפך ללוח דק על ידי גלגול חם, ולבסוף גלגל קר את הלוח הדק לנייר כסף בעובי של 0.1 מ"מ. בתהליך של גלגול קר של נייר כסף מלוחות דקים משתמשים בשתי שיטות גלגול: האחת היא גלגול רגיל, כלומר גלגול בשיטת הרצועה, שלא ניתן לשנות את כיוון הגלגול הצולב; השני הוא גלגול צולב, כלומר, חיתוך חלק מדגימת הפתיתים, שינוי כיוון הגלגול (סיבוב ב-90 מעלות) במהלך תהליך הגלגול שלאחר מכן, ואז גלגולו שוב בכיוון המקורי למוצר הסופי. לאחר הגלגול, הרדידים באמצעות גלגול רגיל וגלגול צולב חוסלו בתנור חישול ואקום ב-680, 700 ו-720 מעלות למשך שעה אחת, בהתאמה.
לאחר השלמת החישול, נעשה שימוש במיקרוסקופ אופטי כדי לצפות במיקרו-מבנה של רדיד הבדיקה, ומכונת מתיחה שימשה לבדיקת התכונות המכניות בטמפרטורת החדר של רדיד הבדיקה. בדיקת המתיחה בוצעה לפי תקן GB/T 228.1-2010.
סיכום
(1) המבנה המיקרו של דגימות סגסוגת טיטניום TAL שחוסלו על ידי גלגול צולב וגלגול רגיל, שניהם מורכבים מגרגרים שווים; בהשוואה בין שתי שיטות הגלגול, ניתן למצוא שגודל הגרגירים קטן יותר והארגון הומוגני יותר לאחר גלגול צולב.
(2) ככל שטמפרטורת החישול עולה, חוזק החומר פוחת בהדרגה והפלסטיות עולה בהדרגה.
(3) לאחר גלגול צולב, חוזק הדגימה פוחת והפלסטיות גדלה, ומידת האניזוטרופיה של החוזק והפלסטיות פוחתת באופן משמעותי; במקביל, יחס חוזק הכיפוף הרוחבי יורד באופן משמעותי.
(4) גודל הגרגר וחוזק התפוקה עוקבים אחר מערכת היחסים הול-פטץ'. לאחר גלגול צולב, ערכי σ0 נמוכים משמעותית וערכי K כולם חיוביים; לאחר גלגול רגיל, ערכי σ0 גבוהים יותר וערכי K כולם שליליים.
