Gr5 チタン棒圧延における黒筋欠陥

Gr5チタン合金は、最も広く使用されている優れた性能を備えたチタン合金であり、さまざまな分野で重要な構造材料として機能します。黒い縞模様の欠陥は棒材の圧延プロセス中に発生する傾向があり、表面品質を損ない、不均一な微細構造と特性を引き起こし、製品の認定率とサービスの安全性を低下させます。

 

 

(1) インゴットの組成偏析

合金元素が不均一に拡散すると、- 相安定化元素が局所的に濃くなり、- 相安定化元素が不十分になります。微細構造と硬度の違いにより、圧延後に黒い筋となる偏析帯を形成します。

 

原料や製錬によって導入されたFe、Si、Cなどの不純物が粒界に偏析します。圧延後に断続的または連続的な黒い筋が発生し、ひどい場合には微小亀裂が発生する場合があります。

 

凝固送りが不十分だと内部欠陥が発生します。圧延後も微細構造の違いが残り、酸化と腐食後に黒い縞として現れます。

 

(2) 圧延工程の不一致

温度が高すぎると結晶粒が粗大化し、結晶粒界が弱くなる。温度が低すぎると、可塑性が低下し、変形抵抗が大きくなり、表面に微小な亀裂や折り目が発生しやすくなり、酸化後に黒い縞模様になります。

 

不当なロールプロファイルと大きな速度差は非同期変形を引き起こし、表面にせん断応力を発生させ、酸化や腐食後に黒い縞として現れる微細構造の歪みや微小亀裂を引き起こします。

 

潤滑が不十分でエマルションが汚染されていると、アルミニウムの浮き上がりや傷が発生する傾向があります。{0}除去が不完全な酸化スケールが表面に押し付けられ、黒い縞模様が形成されます。

 

不均一な冷却速度は非同期的な微細構造変化を引き起こし、酸洗または熱処理後に黒い縞として現れる微細構造の差異バンドを形成します。

 

(3) 表面汚染と媒体反応

劣化したエマルジョンやろ過が不十分なエマルジョンにはチタンのチップや油汚れが残り、高温で炭化してきれいにするのが難しい黒い縞模様が形成されます。{0}}-

高温酸化により、不均一な酸化スケールが発生します。-局所的なオーバーエッチングや不十分な酸洗は色の違いの原因となります。-中和が不完全だと局所的な腐食や黒化が発生します。

 

(4) 設備および工具の欠陥

磨耗、チタン-の固着、または亀裂が入ったロールは、バーの表面に周期的な黒い縞模様を刻みます。

位置がずれているガイドや凹凸のあるローラーテーブルによりバーの表面に傷がついたり折れたりし、損傷した部分は酸化や腐食により黒くなります。

装置の振動が大きいと回転が不安定になり、表面の組成および微細構造の不均一性が悪化して黒い縞が発生します。

 

 

(1) 目視およびマシンビジョンによる表面検査

十分な光の下での検査：黒スジは、圧延方向に沿った連続または不連続の黒いスジであり、境界は明瞭で、明らかな凹凸はありません。低コストで直感的ですが、効率が低く、微細な欠陥を見逃しやすいです。

 

リニア アレイ カメラとマルチアングル光源がバーの 360 度イメージングに採用されています。{0}黒い縞は、グレースケール比較、3D 点群、その他のアルゴリズムによって識別され、サイズの測定、位置決め、分類が可能になります。手作業に比べて5～10倍の効率が得られ、オンラインでの一括検査に適しています。

 

(2) 非破壊検査-

• 超音波検査

超音波は欠陥界面で反射または減衰し、その波形から欠陥の位置や深さを特定します。

内部偏析、多孔性、微小亀裂を検出し、深さ 1 mm 未満の表面近くの欠陥を特定できます。{0}

• 渦電流検査

組成的および微細構造の不均一性により渦電流インピーダンスが変化し、異常な信号を通じて欠陥が特定されます。

深さ 0.5 mm 未満の表面および表面近くの黒い縞を迅速にスクリーニングし、偏析と機械的損傷を区別します。-

• 浸透探傷試験

浸透剤は開いた欠陥に浸透し、現像後に目に見えるようになります。

黒スジに微小亀裂や折れ目などの開放欠陥が伴うかどうかを判定するもので、主に最終完成品の検査に使用されます。

 

 

(1) 発生源の予防と管理

高-純度のスポンジ チタンと高-品質のアルミニウム-バナジウム マスター合金を選択してください。材料の割合を正確に調整し、多段階で混合することで組成誤差を ±0.1% 以内に制御します。- 3 回の真空消耗アーク溶解を採用し、偏析を低減する均質化アニーリングと組み合わせてプロセスを最適化します。インゴットの探傷を実施し、不適格なブランクの使用を禁止します。

 

(2) プロセスの最適化

部分加熱モードを採用し、加熱速度と温度差を制御し、過熱や焦げを防ぎます。圧延仕上げ温度を確保し、圧延中の変形を合理的に配分します。適時に装置をメンテナンスし、潤滑とスケール除去を最適化します。圧延後に均一に冷却し、完成品を焼鈍して応力を緩和し、微細構造を均一化し、黒い縞模様を軽減します。

 

(3) 終末期治療

アルカリ洗浄、酸洗い、中和、純水すすぎの完全な洗浄プロセスを採用し、油汚れや酸化スケールを除去し、腐食残留物を防ぎます。

 

完成品を倉庫に保管する前に、マシンビジョン + 渦電流によるオンライン スクリーニング、および手動による目視検査 + サンプリング超音波テストを実施して、完全な認定を保証します。

 

わずかに偏析した黒い筋がある棒材は、旋削および研磨後に使用できます。脆性偏析、不純物、微小亀裂のある棒材は、グレードを下げることなく直接廃棄されます。

 

 

Gr5 チタンバーの詳細については、いつでもお問い合わせください。Sam.Rui@bjrh-titanium.com。