チタン金属加工技術の分析

高性能金属材料として、-チタン その技術的特性には特殊性と複雑性の両方が見られます。
 

 

チャレンジ	中核問題	ソリューション
流動性が悪い	融点が高い（1668 度）ため、複雑な金型への充填が困難になります。誤作動/冷間遮断のリスク。	真空アーク再溶解/遠心鋳造+高純度金型を採用。-注湯温度を厳密に管理します。
収縮	1.8%-2.5%の凝固収縮により、応力誘起の変形/亀裂が発生します。	より大きな収縮許容値を確保します。均一な壁厚を設計します。歪取焼鈍を行います。
ガス吸収	ガス細孔/酸化物介在物は機械的特性と耐食性を低下させます。	真空/不活性ガス (Ar/He) 保護下で溶融/注入。原料のガスを除去します。注湯速度を正確に制御します。
分離傾向	合金元素の相溶解度の違い + 不均一な凝固により、領域/粒界偏析が発生し、一貫性のない性能につながります。	金型冷却システムを最適化します。凝固速度を制御する。接種剤を追加します。鋳造後に均質化熱処理を行います。{0}}

 

 

1. 可塑性

室温では、純チタンとチタン合金は可塑性が低く、低炭素鋼や純アルミニウムよりも伸びや面積減少がはるかに低くなります。{0}}骨折しやすいです。特定の高温-範囲内では、塑性が向上し、大きな変形に耐えられるようになります。チタンの加圧加工は熱間状態で行われることが多く、200～500度の「青脆性領域」での加工は避けるべきです。そうしないと、加工硬化や亀裂が発生する可能性があります。

2.耐変形性

チタンは強度が高く、高温での変形抵抗は低炭素鋼やアルミニウム合金よりも優れています。{0}加工には大きな設備出力が必要で、金型の激しい磨耗が発生します。これは加工温度と変形速度に密接に関係しています。温度を上げると変形抵抗は大幅に低下しますが、相転移温度未満に制御する必要があります。低速変形はチタンの塑性流動を促進し、亀裂のリスクを軽減します。

3.偽造性

1 回の大きな変形によって引き起こされる内部亀裂を避けるために、「小さな変形、複数のパス」の方法を採用する必要があります。-鍛造後は、不均一な - 相の分解を防ぐために急冷する必要があります。アプセット、絞り、打ち抜きなどの加工に適しています。鍛造品は緻密な内部構造と優れた機械的特性を有しており、航空宇宙分野の構造部品に広く使用されています。

4.転がり性

チタンは高温での圧延性に優れ、圧延温度は鍛造温度と同等です。不活性ガス保護と組み合わせた連続熱間圧延装置が必要です。純チタンおよび低合金チタン合金は圧延性に優れており、板、形材、パイプ、その他の製品の製造に使用できます。

 

 

 

5.押出性

チタンの押出性は「高温 + 真空/不活性ガス保護」に依存します。可塑性の良い純チタンや+型チタン合金Gr5は押出加工に適しており、複雑な断面形状の成形が可能です。-押出には熱間押出プロセスが使用されます。金型の予熱温度は約400〜600度で、押出速度は遅く、押出後に急冷してセクションの寸法精度と均一な構造を確保します。

 

 

1. 溶接性

広義のチタンは溶接接合性能に優れていますが、空気との遮断を厳重に行う必要があります。狭義には、チタンは溶接割れ感受性が低いですが、高合金チタン合金は低温割れを起こしやすいです。-溶接プロセス中、溶融池と熱影響部-は酸素や窒素と反応して脆くて硬い Ti₂O₃ や TiN を形成し、溶接継手の靭性を低下させる傾向があります。急冷するとマルテンサイト構造が形成されやすくなり、接合部の硬度と亀裂のリスクが高まります。

2. 溶接成形性

溶融したチタンは流動性が悪く、溶接部の幅が不均一になったり、補強が過剰になったり、表面が荒れたりする問題が発生しやすくなります。均一でスムーズな溶接形成を確保するには、アルゴン保護と組み合わせて溶接パラメータを最適化する必要があります。一般的な溶接方法には、タングステン不活性ガス溶接 (TIG) やプラズマ アーク溶接などがあります。溶接材料には、成分の偏析を避けるため、母材の組成に適合したチタン合金溶接ワイヤを使用する必要があります。

4. 溶接割れ感受性

純チタンおよび-タイプのチタン合金は溶接割れ感受性が非常に低く、主なリスクは高温割れです。 + 型および - 型のチタン合金は低温割れを起こしやすいです。管理措置には次のものが含まれます。溶接前に母材と溶接ワイヤの表面を厳密に洗浄します。溶接前の予熱。溶接後の徐冷と応力除去焼きなましにより、接合部の応力と硬度を低減します。

5. 溶接後の硬化傾向-

構造変態と固溶強化により、チタン合金の溶接継手には明らかな溶接後硬化傾向があります。-通常、母材の硬度より 10%-30% 高い硬度があり、その後の切削加工がより困難になります。接合構造を改善し、硬度を低下させ、靭性と加工性能を高めるには、溶接後の熱処理が必要です。-溶接後の探傷は、要求の高い溶接部品の気孔や亀裂などの内部欠陥を検出できます。

 

Ruihang は主にチタン板、シート、バー、ワイヤー、チューブ、鍛造品などのチタン製品を製造しています。購入が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。 Sam.Rui@bjrh-titanium.com