Visste du det? I miljöer med ultra-låg temperatur under -80 grader finns det ett hemligt vapen för att förbättra prestandan hos titanlegeringar-kryogenbehandling. Denna teknik är som en magisk "materialtrollkarl", som använder specifika processer för att uppnå ett kvalitativt språng i egenskaperna hos titanlegeringar.
Historien om kryogen behandling kan spåras tillbaka till 1939, då det före detta Sovjetunionen var banbrytande för användningen av flytande kväve som köldmedium för kylbehandling och uppnådde goda resultat. I mitten av-1900-talet hade USA industrialiserat tekniken inom områden som flyg och rymd, och den expanderade gradvis till området mekanisk bearbetning. Idag har många amerikanska företag som specialiserat sig på kryogen bearbetning visat genom praktiken att kryogen behandling effektivt kan förlänga livslängden för material. Det forna Sovjetunionen utvecklade också vanligt använda nya lågtemperatur titanlegeringar som OT4 och BT5-1 genom att justera andelen grundämnen i titanlegeringar.
Så vad exakt är effekterna av kryogen behandling på titanlegeringar? Många studier har gett svar.
När det gäller mekaniska egenskaper har studier funnit att plasticiteten hos TC4 titanlegering är signifikant ökad efter djup kryogen behandling. Efter behandling i 24 timmar och 36 timmar utökades området för likformig plastisk deformation med 5 % respektive 8,3 %, vilket tillskrivs minskningen av fasen i legeringen efter deformation.
För verktygsstål och rostfritt stål är effekterna av kryogen behandling också betydande. Forskning av Masayoshi Yamamura visar att slitstyrkan hos verktygsstål förbättras avsevärt efter kryogen behandling, med -180 grader som ger de bästa resultaten; Shinjiro Kishigami fann att ju lägre den kryogena behandlingstemperaturen är, desto högre slaghållfasthet och slitstyrka för rostfritt stål.
Även om vårt land började relativt sent i forskningen och tillämpningen av kryogen behandling, med relaterade mekanismstudier som bara började runt 1980-talet, har det gjorts betydande framsteg under de senaste åren:
1. Efter djup kryogen behandling av titanlegeringar minskar först den termiska konduktiviteten och ökar sedan med stigande temperatur, medan värmeutvidgningskoefficienten först ökar och sedan minskar.
2. Efter 12 timmars kryogenbehandling minimeras ytjämnheten hos prover av titanlegering, mikrohårdheten når det högsta värdet och med längre behandlingstid övergår fasen till fasen, vilket resulterar i en mer enhetlig och tät mikrostruktur.
3. Forskning på TC4 titanlegering visar att vid långvarig kryogen behandling minskar kornstorleken gradvis. Efter 12 timmars behandling är de övergripande mekaniska egenskaperna optimala, men efter 24 timmar är styrkan och hårdheten lägre än efter 12 timmar; därför bör behandlingstiden inte överstiga 12 timmar.
4. Efter kryogen behandling av TC4 titanlegering finns det en stor mängd dislokationsstrukturer inuti, och ytans mikrohårdhet ökar med längre behandlingstid.
Denna "låg-temperaturmagi" med djup kryogen behandling utnyttjar ständigt potentialen hos titanlegeringar, vilket banar väg för deras tillämpning på fler områden, och man tror att det kommer att ge ännu fler överraskningar i framtiden!
