TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु रॉड फोर्जिंग उपकरणों का अनुसंधान और विकास
Aug 13, 2025
It is generally believed that high hydrogen content or poor microstructure uniformity in TC4 titanium alloy rods will reduce their room temperature notch stress rupture performance. Domestic technical standards set the upper limit for the size of this type of TC4 titanium alloy rod to be >220 मिमी। वर्तमान में, टीसी 4 टाइटेनियम मिश्र धातु की छड़ के लिए तैयारी प्रक्रिया में अनुसंधान पर घरेलू या अंतरराष्ट्रीय स्तर पर कोई प्रकाशित रिपोर्ट नहीं हैं, जिसमें पायदान तनाव टूटना प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। औद्योगिक द्रव्यमान उत्पादन में, ऐसी छड़ के लिए यह आम है कि अनुचित प्रसंस्करण के कारण पायदान तनाव टूटना प्रदर्शन के लिए मानकों को पूरा करने में विफल रहे।
TC4 (TI-6AL-4V) टाइटेनियम मिश्र धातु सफलतापूर्वक 1954 में विकसित किया गया था और दुनिया भर में एक सार्वभौमिक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला टाइटेनियम मिश्र धातु बन गया है। यह एक विशिष्ट दो-चरण टाइटेनियम मिश्र धातु है, और इसके छोटे आकार की छड़ें व्यापक रूप से विमानन, एयरोस्पेस, बिजली संयंत्र, तेल क्षेत्रों, चिकित्सा उपचार और मोटर वाहन अनुप्रयोगों में उपयोग की जाती हैं। रोलिंग छोटे आकार के टाइटेनियम मिश्र धातु की छड़ के उत्पादन के लिए प्राथमिक तरीकों में से एक है। निरंतर उच्च गति वाले तार रॉड उत्पादन का व्यापक रूप से स्टील उत्पादन में उपयोग किया जाता है, जो बड़ी-मात्रा, कम-किस्त उत्पादन के लिए उपयुक्त है। टाइटेनियम मिश्र धातु बार उत्पादों को छोटे बैचों और विभिन्न प्रकार के उत्पादों की मांग की विशेषता है। निरंतर उच्च गति वाले तार रॉड उत्पादन की उत्पादन लागत अधिक है। वर्तमान में, टाइटेनियम मिश्र धातु बार उत्पादन मुख्य रूप से तीन-रोल क्षैतिज मिलों का उपयोग करता है, जिससे क्षैतिज मिलों में रोलिंग विरूपण प्रक्रिया पर शोध आवश्यक है। रोलिंग विरूपण, रोलिंग विरूपण में एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में, रोल्ड बार के अंतिम उत्पाद गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, जिससे महत्वपूर्ण महत्व के रोलिंग विरूपण का अध्ययन होता है।
दो अलग-अलग प्रक्रियाओं का उपयोग करके उत्पादित टीसी 4 टाइटेनियम मिश्र धातु बार (50 मिमी से कम) के रूप में मैक्रोस्ट्रक्चर दिखाए गए हैं। प्रक्रिया 1 का उपयोग करके उत्पादित TC4 टाइटेनियम बार गरीब मैक्रोस्ट्रक्चर एकरूपता को प्रदर्शित करता है, जो केंद्र में अर्ध-क्लियर क्रिस्टल के किनारों पर फजी क्रिस्टल से क्रमिक संक्रमण का प्रदर्शन करता है। प्रक्रिया 2 का उपयोग करके उत्पादित बार पूरे नमूने में फजी क्रिस्टल के साथ उत्कृष्ट मैक्रोस्ट्रक्चर एकरूपता प्रदर्शित करता है। इससे पता चलता है कि जब प्रक्रिया 1 का उपयोग फोर्जिंग के लिए किया जाता है, तो इंगोट और इंटरमीडिएट बिललेट की मुख्य संरचना को पर्याप्त रूप से कुचल और परिष्कृत नहीं किया जाता है, जो सीधे छोटे कुल विरूपण से संबंधित है। टाइटेनियम मिश्र धातु के बड़े विरूपण प्रतिरोध और बड़े आकार के टाइटेनियम बार बिलेट्स की बड़ी मात्रा के कारण, एकल सीधे ड्राइंग विरूपण द्वारा बिलेट कोर के पर्याप्त विरूपण को सुनिश्चित करना मुश्किल है। हालांकि, प्रोसेस 2, बड़े आकार के फास्टिंग मशीन के बड़े टन भार के फोर्जिंग दबाव का पूरा उपयोग करता है, जो बड़े आकार के बिलेट को दो-चरण क्षेत्र में विकृति से गुजरने के लिए परेशान करता है, बिलेट की भूलने की क्षमता सुनिश्चित करता है, और बिलेट विकृति को कम करने के लिए एनविल ड्राइंग लंबाई का उपयोग कर रहा है, ताकि बिल्लीट को पूरा किया जा सके। (1) पी-फेज ज़ोन ओपनिंग और टू-फेज ज़ोन अपसेटिंग + स्ट्रेट ड्राइंग की फोर्जिंग प्रक्रिया का उपयोग करके, 350 मिमी के व्यास के साथ एक बड़े आकार का टीसी 4 टाइटेनियम मिश्र धातु बार का उत्पादन किया जा सकता है, जो संरचना, प्रदर्शन और दोष का पता लगाने के स्तर में आपूर्ति तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करता है। (2) प्राथमिक ए-चरण की अच्छी तरह से समान संरचना कमरे के तापमान पायदान तनाव फ्रैक्चर प्रदर्शन में सुधार करने के लिए अनुकूल है, जबकि मजबूत दिशात्मक स्थिरता के साथ छोटे रॉड के आकार की ए-चरण संरचना नॉट स्ट्रेस फ्रैक्चर प्रदर्शन को कम करेगी।
75 मिमी लंबी सलाखों को दो फोर्जिंग प्रक्रियाओं द्वारा प्राप्त 50 मिमी TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु बार से अनुदैर्ध्य रूप से काट दिया गया और दो तापमानों पर साधारण एनीलिंग उपचार के अधीन किया गया। एनीलिंग की स्थिति क्रमशः M1 (720 डिग्री X2H/AC) और M2 (790 डिग्री X2H/AC) थी। जाली सलाखों की कम-आवरण संरचना नग्न आंखों के साथ देखी गई थी; मेटालोग्राफिक नमूनों को फोर्जिंग और एनीलिंग के बाद बार लाइनर पर 1/2 त्रिज्या पर ट्रांसवर्सली काटा गया था, और उनके माइक्रोस्ट्रक्चर को 0lmpus ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके देखा गया था। नमूना रिक्त स्थान को अनुदैर्ध्य बार में 1/2 त्रिज्या पर कटौती की गई थी और परीक्षण नमूनों में मशीनीकृत किया गया था जो कमरे के तापमान तन्यता और पायदान तनाव फ्रैक्चर प्रदर्शन मानकों को पूरा करता था। नमूनों को एक इंस्ट्रॉन 4507 तन्यता परीक्षण मशीन और एक DN2 पायदान तन्यता परीक्षण मशीन का उपयोग करके यांत्रिक संपत्ति परीक्षणों के अधीन किया गया था, और Notch तनाव फ्रैक्चर नमूनों के Notch क्षेत्र के माइक्रोस्ट्रक्चर को देखा गया था। TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु ने दो फोर्जिंग प्रक्रियाओं द्वारा जाली सलाखों को समाप्त कर दिया था, जो एक SONIC-138VFD अल्ट्रासोनिक फ्लॉ डिटेक्टर का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक नॉनडेस्ट्रक्टिव परीक्षण के अधीन थे।
कंपनी प्रमुख घरेलू टाइटेनियम प्रसंस्करण उत्पादन लाइनों का दावा करती है, जिसमें शामिल हैं:
जर्मन-आयातित सटीक टाइटेनियम ट्यूब उत्पादन लाइन (वार्षिक उत्पादन क्षमता: 30,000 टन);
जापानी-प्रौद्योगिकी टाइटेनियम पन्नी रोलिंग लाइन (6μM से पतली);
पूरी तरह से स्वचालित टाइटेनियम रॉड निरंतर एक्सट्रूज़न लाइन;
इंटेलिजेंट टाइटेनियम प्लेट और स्ट्रिप फिनिशिंग मिल;
MES प्रणाली पूरी उत्पादन प्रक्रिया के डिजिटल नियंत्रण और प्रबंधन को सक्षम बनाती है, ± 0.01μm की उत्पाद आयामी सटीकता प्राप्त करती है।
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