常用鈦鍛件的探傷缺陷分析!
鈦(tai)(tai)(tai)合金比重小(約4.5)、熔(rong)點高(gao)(1600℃左(zuo)右)、塑(su)性(xing)好,具有(you)比強度高(gao)、耐(nai)蝕性(xing)強,能(neng)(neng)在(zai)高(gao)溫下(xia)長期工(gong)(gong)作(目前熱(re)(re)強鈦(tai)(tai)(tai)合金已用(yong)于500℃)等優點,因而已經越(yue)來越(yue)多地用(yong)作飛(fei)(fei)機和飛(fei)(fei)機發動機的重要承載部件,除了鈦(tai)(tai)(tai)合金材料的鍛件外,還有(you)鑄件、板材(如(ru)飛(fei)(fei)機蒙皮)、緊固(gu)件等等。現代(dai)國(guo)外飛(fei)(fei)機上采用(yong)鈦(tai)(tai)(tai)合金的重量比已經達(da)到30%左(zuo)右,可見(jian)鈦(tai)(tai)(tai)合金在(zai)航空工(gong)(gong)業(ye)上的應(ying)用(yong)有(you)著(zhu)廣闊(kuo)的前途。當然,鈦(tai)(tai)(tai)合金也存在(zai)如(ru)下(xia)缺點:例如(ru)變(bian)(bian)形抗力大、導熱(re)(re)性(xing)差、缺口敏(min)感性(xing)較(jiao)(jiao)大(1.5左(zuo)右)、顯微(wei)組(zu)織(zhi)的變(bian)(bian)化(hua)對機械性(xing)能(neng)(neng)影響較(jiao)(jiao)顯著(zhu)等,從(cong)而導致在(zai)冶煉(lian)、鍛造加工(gong)(gong)和熱(re)(re)處(chu)理時的復雜性(xing)。
因此,采用(yong)無損檢(jian)測技(ji)術以保證(zheng)鈦(tai)合金制品的(de)冶金和加工質量,就是一個(ge)很重要的(de)課(ke)題。以下主要介(jie)紹鈦(tai)方塊、鈦(tai)環等常用(yong)探傷中易出現(xian)的(de)缺(que)陷:
1、偏析型(xing)缺陷
除了β偏(pian)(pian)析(xi)、β斑、富(fu)(fu)鈦偏(pian)(pian)析(xi)及條狀(zhuang)α偏(pian)(pian)析(xi)外,Z危險的是間隙型α穩(wen)定(ding)偏(pian)(pian)析(xi)(I型α偏(pian)(pian)析(xi)),其(qi)周圍常伴有(you)細小的孔(kong)洞、裂紋,含有(you)氧、氮(dan)等氣體,脆性(xing)較大。還有(you)富(fu)(fu)鋁型α穩(wen)定(ding)偏(pian)(pian)析(xi)(II型α偏(pian)(pian)析(xi)),也因(yin)伴有(you)裂紋并有(you)脆性(xing)而構成危險性(xing)缺(que)陷(xian)。
2、夾雜物
多是高熔點、高密度(du)的(de)金屬夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)。由鈦合金成分中(zhong)高熔點、高密度(du)元素未(wei)充分熔化(hua)留在基體中(zhong)形成(例(li)如(ru)鉬夾(jia)雜(za)(za)(za)),也有(you)混在冶煉原材料(liao)(特別是回(hui)收(shou)材料(liao))中(zhong)的(de)硬(ying)質合金刀具崩屑(xie)或不適當(dang)的(de)電極(ji)焊(han)接工藝(鈦合金的(de)冶煉一般采用真空自(zi)耗電極(ji)重熔法(fa)),例(li)如(ru)鎢極(ji)電弧焊(han),留下的(de)高密度(du)夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu),如(ru)鎢夾(jia)雜(za)(za)(za),此外還有(you)鈦化(hua)物(wu)(wu)夾(jia)雜(za)(za)(za)等。
夾(jia)雜(za)物(wu)的(de)存(cun)在(zai)容易導致裂紋的(de)發生與擴展,因此是不(bu)允許存(cun)在(zai)的(de)缺陷(例如蘇聯1977年的(de)資料中(zhong)規定(ding),鈦合(he)金X射線照相檢(jian)查時發現直(zhi)徑0.3~0.5mm的(de)高密度(du)夾(jia)雜(za)物(wu)就必須予以記錄)。
3、殘余縮孔
見實例。
4、孔洞
孔洞不一定單個存(cun)(cun)在(zai),也可能呈多個密(mi)集(ji)存(cun)(cun)在(zai),會使低周(zhou)疲勞(lao)(lao)裂紋擴展速度加快,造成提前疲勞(lao)(lao)破壞。
5、裂紋
主要指鍛造裂紋。鈦(tai)合金的粘性大,流動性差,加上導(dao)熱性不(bu)好,因而在(zai)(zai)鍛造變形(xing)(xing)過程中,由于(yu)表面摩擦(ca)力大,內(nei)(nei)部變形(xing)(xing)不(bu)均勻性明顯以(yi)及內(nei)(nei)外溫差大等(deng),容易(yi)在(zai)(zai)鍛件內(nei)(nei)部產生剪(jian)切(qie)帶(應變線),嚴重時即導(dao)致開裂,其取向一(yi)般沿Z大變形(xing)(xing)應力方向。
6、過熱
鈦(tai)合金的導(dao)熱性較差(cha),在熱加工(gong)過程中除(chu)了加熱不當(dang)造成鍛(duan)件或原材料過熱外,在鍛(duan)造過程中還容易(yi)因為變形時的熱效(xiao)應造成過熱,引起顯(xian)微組織(zhi)變化,產生過熱魏氏組織(zhi)。