Wie Titanrohre durch Wärmebehandlung Rückstände entfernen

Wenn der Wasserstoffgehalt in Titanrohren zu hoch ist, nehmen Schlagzähigkeit und Kerbzugfestigkeit aufgrund von Versprödung stark ab. Daher wird im Allgemeinen festgelegt, dass der Wasserstoffgehalt in Titanrohren {{0}},015 % nicht überschreiten darf. Um die Wasserstoffaufnahme zu verringern, sollten Fingerabdrücke, Frässpuren, Fett und andere Rückstände vor der Wärmebehandlung von den Teilen entfernt werden und die Atmosphäre des Wärmebehandlungsofens sollte keinen Wasserdampf enthalten. Wenn der Wasserstoffgehalt von Titanrohren den zulässigen Wert überschreitet, muss er durch Vakuumglühen entfernt werden. Das Vakuumglühen zur Dehydrierung wird im Allgemeinen 538-760 Grad für 2-4 Stunden bei einem Druck unter 0,066 Pa aufrechterhalten.
Wenn die Temperatur 540 Grad nicht überschreitet, wird der Oxidfilm auf der Oberfläche des Titanrohrs nicht wesentlich dicker. Bei höheren Wärmebehandlungstemperaturen (über 760 Grad) beschleunigt sich die Oxidationsrate jedoch schnell und Sauerstoff dringt in das Material ein und bildet eine Diffusionsschicht – eine Verschmutzungsschicht. Die Verschmutzungsschicht aus Sauerstoff weist ein hohes Sprödigkeitsverhältnis auf, was zu Rissen und Schäden auf der Oberfläche der Teile führt.
Die Vorteile von Titanrohren sind:
1. Titanrohre haben eine hohe spezifische Festigkeit. Die Dichte von Titanlegierungen beträgt im Allgemeinen etwa 4,5 g/cm3, was nur 60 % der Dichte von Stahl entspricht. Die Festigkeit von reinem Titan kommt nur annähernd an die von gewöhnlichem Stahl heran, und einige hochfeste Titanlegierungen übertreffen die Festigkeit vieler legierter Baustähle. Daher ist die spezifische Festigkeit (Festigkeit/Dichte) von Titanlegierungen viel höher als die anderer metallischer Baumaterialien, wie in Tabelle 7-1 gezeigt, wodurch Komponenten mit hoher Einheitsfestigkeit, guter Steifigkeit und geringem Gewicht hergestellt werden können. Derzeit werden Titanlegierungen für Motorkomponenten, Rahmen, Außenhaut, Befestigungselemente und Fahrwerke von Flugzeugen verwendet.
2. Titanrohre haben eine hohe thermische Festigkeit. Die Betriebstemperatur ist mehrere hundert Grad höher als bei Aluminiumlegierungen, und die erforderliche Festigkeit bleibt auch bei mittleren Temperaturen erhalten. Bei Temperaturen von 1 Grad kann es lange Zeit verwendet werden. Diese beiden Arten von Titanlegierungen haben im Bereich von 2 Grad noch eine hohe spezifische Festigkeit, während die spezifische Festigkeit von Aluminiumlegierungen bei 150 Grad deutlich abnimmt. Die Betriebstemperatur von Titanlegierungen kann 500 Grad erreichen, während die von Aluminiumlegierungen unter 200 Grad liegt.
3. Titanrohre haben eine gute Korrosionsbeständigkeit. Titanlegierungen funktionieren in feuchten Atmosphären und Meerwassermedien und ihre Korrosionsbeständigkeit ist viel besser als die von Edelstahl. Sie sind besonders beständig gegen Lochfraß, Säurekorrosion und Spannungskorrosion und haben eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber organischen Substanzen wie Alkali, Chlorid, Chlor, Salpetersäure, Schwefelsäure usw. Titan hat jedoch eine schlechte Korrosionsbeständigkeit gegenüber reduzierenden Sauerstoff- und Chromsalzmedien.
4. Titanrohre haben eine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen. Titanlegierungen können ihre mechanischen Eigenschaften auch bei niedrigen und extrem niedrigen Temperaturen beibehalten. Titanlegierungen mit guter Leistung bei niedrigen Temperaturen und extrem niedrigen interstitiellen Elementen, wie z. B. TA7, können bei -253 Grad einen gewissen Grad an Plastizität beibehalten. Daher sind Titanlegierungen auch wichtige Konstruktionsmaterialien für niedrige Temperaturen.
Es gibt mechanische Verarbeitungsmethoden (wie Sandstrahlen, Raumfräsen usw.) oder chemische Methoden wie Säurewaschen und chemisches Fräsen, um die Verschmutzungsschicht durch Sauerstoffentzug zu entfernen. Während der Wärmebehandlung sollte die Heizzeit so weit wie möglich verkürzt werden, während die Wärmebehandlung von Meteoriten sichergestellt wird. Dies kann auch in einem Vakuumofen oder einem Inertgas-Heizofen (Argon, Stickstoff usw.) durchgeführt werden. Bei richtiger Anwendung kann auch die Verschmutzung vermieden oder verringert werden, die durch das Erhitzen von Titanrohrteilen in einem Luftofen entsteht.