latar belakang

5/19/2018 latar belakang

1/19

latar belakang

Pembuatan bentuk produk titanium ke bentuk kompleks adalah rutin untuk perakit banyak . Toko-

toko ini diakui lama titanium yang bukan bahan eksotis yang membutuhkan teknik fabrikasi eksotis .Mereka dengan cepat belajar bahwa titanium ditangani seperti bahan rekayasa kinerja tinggi lainnya

, sifat unik yang disediakan titanium dipertimbangkan .

Perbedaan penting antara titanium dan baja atau nikel-dasar paduan harus diakui . Ini adalah :

kepadatan rendah Titanium

modulus Titaniumlebih rendah elastisitas

titik lebur yang lebih tinggi Titanium

Titanium daktilitas rendah

kecenderungan Titanium untuk empedu

sensitivitas Titanium terhadap kontaminasi selama pengelasan

Kompensasi untuk perbedaan ini memungkinkan titanium akan dibuat , menggunakan teknik yang

mirip dengan mereka dengan stainless steel atau nikel - basis paduan . Artikel ini berhubungan

dengan operasi umum digunakan dalam fabrikasi titanium . Informasi yang diberikan dimaksudkan

untuk digunakan sebagai pedoman . Hal ini tidak berarti lengkap .

area Kerja

Pembuatan titanium menuntut memperhatikan kebersihan . Hal ini tidak biasa bagi toko-toko yang

menangani beberapa logam untuk mengisolasi area yang akan digunakan terutama untuk titanium .

Daerah disisihkan untuk titanium harus bebas dari draft udara, kelembaban , debu , gemuk dankontaminan lainnya yang mungkin menemukan jalan mereka ke dalam atau ke logam .


2/19

Welding Titanium

Titanium dan paling paduan titanium yang mudah weldable , menggunakan beberapa proses

pengelasan . Lasan benar dibuat dalam kondisi sebagai - dilas yang ulet dan , di lingkungan yangpaling , adalah sebagai tahan sebagai logam dasar korosi . Lasan yang tidak benar , di sisi lain ,

mungkin embrittled dan tahan korosi kurang dibandingkan dengan logam dasar .

Teknik-teknik dan peralatan yang digunakan dalam las titanium mirip dengan yang dibutuhkan untuk

bahan kinerja tinggi lainnya, seperti baja tahan karat atau paduan nikel -base. Titanium ,

bagaimanapun, menuntut perhatian yang lebih besar untuk kebersihan dan penggunaan tambahan

shielding gas inert dari bahan ini . Molten titanium logam las harus benar-benar dilindungi dari

kontaminasi melalui udara . Juga , zona terkena panas panas dan sisi akar lasan titanium harus

dilindungi sampai suhu turun di bawah 800 F ( 427 C ) .

Titanium mudah bereaksi dengan udara , kelembaban , minyak, kotoran , refraktori , dan logam yang

paling lain untuk membentuk senyawa rapuh . Reaksi titanium dengan gas dan fluks membuat

proses pengelasan umum seperti gas las , terlindung busur logam , flux cored arc , dan las busur

terendam cocok . Demikian juga , las titanium bagi kebanyakan logam berbeda tidak layak , karena

bentuk senyawa titanium rapuh dengan kebanyakan logam lainnya ; Namun , titanium dapat dilas

untuk zirkonium , tantalum dan niobium .

Terlepas dari tindakan pencegahan , yang perlu diambil , banyak perakit secara rutin dan titanium

ekonomis pengelasan , membuat lasan suara , ulet dengan harga sebanding dengan banyak bahan

kinerja tinggi lainnya . Salah satu manfaat penting dari welding nilai-nilai komersial murni dari

titanium adalah bahwa mereka lebih dari 99 % titanium murni dan tidak ada kekhawatiran untuk

pemisahan . Hal yang sama juga terjadi pada kawat las atau batang di kelas komersial murni .

Welding Lingkungan

Kebanyakan titanium pengelasan saat ini dilakukan di toko fabrikasi terbuka , meskipun ruang

pengelasan masih dilakukan secara terbatas . Bidang pengelasan umum . Dimanapun pengelasan

dilakukan , lingkungan yang bersih diperlukan di mana untuk mengelas titanium . Sebuah wilayah

yang terpisah , khusus disisihkan untuk pengelasan titanium , membantu dalam membuat las

kualitas . Daerah ini harus tetap bersih dan harus diisolasi dari operasi kotoran - memproduksi

seperti menggiling , memotong obor dan lukisan . Selain itu, daerah pengelasan harus bebas dari

draft udara dan kelembaban harus dikontrol .


3/19

Welding Proses

Titanium dan paduan yang paling sering dilas dengan gas tungsten arc - ( GTA atau TIG ) dan gas

metal - arc ( GMA atau MIG ) proses pengelasan . Resistance , busur plasma , berkas elektron dan

gesekan pengelasan juga digunakan pada titanium sampai batas tertentu . Semua proses ini

menawarkan keuntungan untuk situasi tertentu . Namun, pembahasan berikut akan peduli terutama

dengan GTA dan GMA pengelasan . Banyak dari prinsip-prinsip yang dibahas adalah berlaku untuk

semua proses .

Gas Tungsten Arc - ( GTA ) dan Gas Metal- Arc ( GMA ) Pengelasan

Proses GTA dapat digunakan untuk membuat sendi pantat tanpa logam pengisi dalam lembaran

dasar titanium sampai sekitar 1/8-inch ketebalan . Bagian yang lebih berat umumnya memerlukan

penggunaan logam pengisi dan sendi beralur . Entah proses pengelasan GTA atau GMA dapat

digunakan , meskipun GMA pengelasan lebih ekonomis untuk bagian berat dari sekitar satu -

setengah inci . Jika proses GTA digunakan , perawatan harus dilakukan untuk mencegah kontak

elektroda tungsten dengan genangan cair , sehingga mencegah tungsten pickup.

Power Supply

Sebuah power supply konvensional , terhubung DC polaritas lurus ( DCSP ) , digunakan untuk

pengelasan GTA dari titanium . Sebaliknya polaritas ( DCRP ) digunakan untuk pengelasan GMA dari

titanium . Sebuah kontaktor remote control memungkinkan busur untuk dilanggar tanpapenghapusan obor dari logam las pendingin , sehingga mempertahankan perisai gas inert . Kaki

dioperasikan kendali arus dan kontaktor , busur frekuensi tinggi mulai dan perisai timer gas adalah

fitur lain yang diinginkan .

Welding Torch

Sebuah obor las berpendingin air , dilengkapi dengan cangkir keramik 3/4-inch dan lensa gas ,

direkomendasikan untuk GTA pengelasan titanium . Secangkir satu inci mungkin diperlukan untuk

pengelasan GMA . Elektroda tungsten Thoriated ( biasanya 2 % toria ) yang direkomendasikan untuk

pengelasan GTA dari titanium . Elektroda tirus (akhir tumpul ) membantu untuk mengontrol

karakteristik busur . Diameter elektroda terkecil yang dapat membawa arus yang dibutuhkan harus

digunakan .

Inert Gas Shielding

Perlindungan harus diberikan kepada weldments titanium pada pendinginan sampai sekitar 800 F (

427 C ) serta genangan las cair untuk mencegah kontaminasi oleh udara . Selama GTA dan GMA las

, argon atau helium shielding gas pengelasan kelas dengan dewpoint dari -50 F ( -46 C ) atau lebih


4/19

rendah digunakan untuk memberikan perlindungan yang diperlukan . Pasokan gas terpisah

diperlukan untuk :

perisai primer las genangan cair .

perisai Sekunder pendinginan deposit lasan dan zona yang terkena panas terkait .

Backup perisai dari bagian belakang lasandan zona yang terkena panas terkait .

Perisai utama

Perisai utama dari las genangan cair disediakan melalui seleksi yang tepat dari obor las . Standard

obor las berpendingin air dilengkapi dengan besar ( 3/4 atau 1 inci ) cangkir keramik dan lensa gas ,

cocok untuk titanium . Cangkir besar diperlukan untuk memberikan perlindungan yang memadai

bagi seluruh las cair genangan . Lensa gas menyediakan seragam , aliran gas inert nonturbulent .

Argon umumnya digunakan dalam preferensi untuk helium untuk melindungi primer di obor karena

karakteristik stabilitas busur yang lebih baik . Campuran argon - helium dapat digunakan jika

tegangan yang lebih tinggi , busur panas dan penetrasi yang diinginkan . Direkomendasikan laju

aliran gas produsen untuk obor harus digunakan . Laju aliran di sekitar 20 cfh telah terbukti

memuaskan dalam praktek . Aliran kelebihan obor dapat menyebabkan turbulensi dan kehilangan

perisai . Efektivitas perisai utama harus dievaluasi sebelum pengelasan produksi . Busur dapat

menyerang pada secarik titanium dengan obor dipegang erat dan dengan shielding gas hanya pada

obor . Gas shielding harus dilanjutkan setelah genangan bentuk cair dan busur dipadamkan , sampai

las mendingin . Tidak tercemar, yaitu , benar terlindung , lasan akan cerah dan keperakan dalam

penampilan .

Perisai sekunder

Perisai sekunder paling sering disediakan oleh tertinggal perisai . Fungsi perisai Trailing adalah untuk

melindungi dipadatkan logam titanium las dan zona yang terkena panas terkait sampai suhu

mencapai 800 F ( 427 C ) atau lebih rendah . Trailing perisai umumnya custom-made agar sesuai

obor tertentu dan operasi pengelasan tertentu . Desain perisai Trailing harus kompak dan

memungkinkan untuk distribusi seragam gas inert dalam perangkat . Kebutuhan mungkin untuk air

pendingin juga harus dipertimbangkan , terutama untuk perisai besar . Diffusers perunggu berpori

telah menyediakan bahkan dan nonturbulent aliran gas inert dari perisai untuk melas.


5/19

backup Perisai

Tujuan utama dari perangkat cadangan adalah untuk menyediakan shielding gas inert ke sisi akar

lasan dan zona yang terkena panas mereka. Perangkat tersebut sering terlihat seperti tertinggal

perisai dan mungkin genggam , atau dijepit atau ditempel ke posisinya. Cadangan tembaga bar

berpendingin air ( atau batang logam besar ) juga dapat digunakan sebagai heat sink untuk bersantai

lasan . Bar ini berlekuk , dengan alur yang terletak langsung di bawah ( atau di atas ) sambungan las .

Sekitar 10 cfh aliran gas inert per kaki linier alur diperlukan untuk melindungi memadai .

Perangkat perisai darurat sering digunakan sangat efektif dengan lasan titanium dalam kondisi toko

atau lapangan . Ini termasuk penggunaan plastik untuk sepenuhnya menyertakan benda kerja dan

membanjiri dengan gas inert . Demikian juga , aluminium atau stainless steel foil " tenda , "

ditempelkan di atas las dan membanjiri dengan gas inert , digunakan sebagai tameng cadangan .

Ketika teknik tersebut digunakan , adalah penting bahwa semua udara , yang akan mencemari las ,akan dibersihkan dari sistem . Sebuah pembersihan gas inert sama dengan sepuluh kali volume

udara dihapus adalah aturan -of -thumb baik untuk ruang yang tidak teratur . Tingkat moderat gas

inert harus dipertahankan sampai mengelas selesai .

Argon umumnya dipilih dalam preferensi untuk helium untuk digunakan dalam mengikuti perisai dan

perangkat cadangan , terutama karena biaya, tetapi juga karena lebih padat . Helium , dengan

kepadatan yang lebih rendah , kadang-kadang digunakan untuk mengikuti atau cadangan perisai

ketika las berada di atas perangkat. Adalah penting bahwa kontrol aliran terpisah tersedia untuk

perangkat pelindung primer, sekunder dan backup . Timer dikendalikan pra - dan pasca - purge

pembersihan perisai obor , dan solenoid katup dengan manual switch saling bertautan dengan arus

las untuk melindungi sekunder dan cadangan juga bermanfaat .

Desain sendi dan Penyusunan

Desain sambungan las untuk titanium mirip dengan logam lain . Desain bersama dipilih untuk

titanium bagaimanapun, harus mengizinkan shielding gas inert yang tepat dari kedua akar dan wajah

selama pengelasan serta pemeriksaan pasca - las dari kedua sisi las . Permukaan sendi harus mulus ,bersih dan benar-benar bebas dari kontaminasi . Semua membakar tanda yang dihasilkan oleh

penggilingan atau pengajuan mekanis harus dihapus dengan mengisi . Demikian juga , Gerinda dan

ujung yang tajam harus dihapus dengan file tajam . Penggunaan amplas atau wol baja , yang

meninggalkan partikel di belakang , dapat menjadi sumber kontaminasi . Baik bersama fit - up

penting untuk titanium . Seragam meminimalkan fit - up burn- melalui dan kontrol kontur underbead

. Miskin fit - up dapat meningkatkan kemungkinan kontaminasi dari udara terjebak pada sendi ,

terutama sendi pantat dengan bahan pengukur cahaya. Pemeliharaan pembukaan bersama selama

pengelasan penting . Klem untuk mencegah gerakan bersama selama pengelasan dianjurkan . Jika

lasan taktik yang digunakan , perawatan yang sama dalam membersihkan dan perisai gas inert harus

dilakukan , seperti dengan setiap dan semua lasan titanium , untuk mencegah kontaminasi . Setiap

lasan taktik retak atau terkontaminasi harus dibuang sebelum pengelasan akhir .


6/19

pembersihan

Sebelum titanium pengelasan , penting bahwa sendi las dan kawat las bebas dari skala pabrik ,

kotoran, debu , lemak, minyak, kelembaban dan kontaminan potensial lainnya . Pencantuman zatasing ini di titanium logam las dapat menurunkan sifat dan ketahanan korosi . Kawat las bersih

seperti yang dikemas oleh produsen . Jika kawat tampak kotor , menyeka dengan pelarut non -

diklorinasi , sebelum digunakan , adalah praktik yang baik . Dalam kasus yang parah , pembersih

asam mungkin diperlukan . Semua permukaan sendi dan permukaan pelat dasar untuk jarak

setidaknya satu inci kembali dari kebutuhan bersama untuk dibersihkan . Yang normal pabrik acar

permukaan umumnya hanya memerlukan scrubbing dengan pembersih rumah tangga atau deterjen

, diikuti dengan membilasnya menyeluruh dengan air panas dan pengeringan udara . Atau , menyeka

sendi las dan daerah sekitarnya dengan pelarut nonchlorinated seperti aseton , toluena , atau metil

etil keton ( MEK ) , dengan menggunakan kain bersih bebas serat atau spons selulosa , dapat

diterima , asalkan tidak ada sisa-sisa residu . Pelarut yang sangat efektif dalam menghilangkan jejak

lemak dan minyak . Pembersihan pelarut harus diikuti oleh kawat menyikat gigi , menggunakan sikat

stainless steel baru . Dalam situasi harus sikat baja atau wol baja digunakan pada titanium karena

bahaya untuk ketahanan korosi yang partikel besi tertanam berpose .

Film oksida Light, karena mungkin timbul dari pemanasan dalam kisaran 600 -800 F ( 316-427 )

untuk membentuk operasi , bisa dihilangkan dengan menyikat dengan sikat kawat baja stainless

baru . Cahaya grinding , menarik pengajuan dan asam pengawetan juga efektif . Mandi acar diterima

untuk titanium adalah 35 vol . % Nitrat ( konsentrasi 70 % ) , dan 5 vol . % Asam fluorida ( konsentrasi48 % ) digunakan pada suhu kamar . Dipping daerah sendi las selama 1 sampai 15 menit ( tergantung

pada aktivitas mandi ) harus memadai.

Sebuah bilas air dingin untuk menghilangkan asam , dilanjutkan dengan pembilasan air panas untuk

memudahkan pengeringan , melengkapi pembersihan . Skala berat dan oksigen yang terkontaminasi

permukaan , seperti mungkin hadir setelah perlakuan panas suhu tinggi , yang terbaik dihapus

dengan cara mekanis . Grinding , dan pasir atau grit blasting yang umum digunakan . Mandi kaustik

cair , meskipun berguna , memerlukan perawatan untuk meminimalkan kemungkinan pickup

hidrogen . Setelah penghapusan skala , sebuah acar asam harus digunakan untuk menghapus semua

residu dan meningkatkan penampilan permukaan .

Setelah dibersihkan , sendi harus hati-hati diawetkan secara . Penanganan harus dikurangi dan

pengelasan harus dimulai segera setelah pembersihan seperti yang mungkin. Ketika tidak sedang

dikerjakan , sendi las harus disimpan ditutupi dengan kertas atau plastik untuk menghindari

akumulasi kontaminan .


7/19

Filler Logam Seleksi

Titanium kawat las ditutupi oleh AWS A5.16 - 70 Spesifikasi ( " Titanium dan Titanium - Alloy Bare

Welding Rods dan Elektroda " ) . Hal ini umumnya praktek yang baik untuk memilih logam pengisi

yang cocok dengan sifat dan komposisi titanium logam dasar kelas . Namun, untuk kedua nilai

komersial murni dan paduan , memilih kawat las satu tingkat kekuatan di bawah logam dasar juga

dilakukan . Situasi khusus mungkin memerlukan kelas yang berbeda dari kawat filler untuk

memberikan kombinasi yang diinginkan dari sifat gabungan .

Welding Teknik

Selain membersihkan sendi dan kawat las , parameter yang tepat , dan perisai gas inert yang tepat ,

teknik tukang las membutuhkan perhatian ketika titanium sedang dilas . Teknik yang tidak benar

dapat menjadi sumber kontaminasi las . Sebelum memulai busur di titanium pengelasan , itu adalah

praktik yang baik untuk prepurge obor , membuntuti perisai dan perisai cadangan untuk memastikan

semua udara dihapus . Bila memungkinkan , frekuensi tinggi busur mulai harus digunakan . Scratch

dimulai dengan elektroda tungsten merupakan sumber inklusi tungsten di lasan titanium . Pada

pemadam busur , penggunaan lereng bawah arus dan kontaktor , dikendalikan oleh pedal kaki

tunggal , dianjurkan . Torch pelindung harus dilanjutkan sampai logam las mendingin di bawah 800

F ( 427 C ) .

Sekunder dan cadangan perisai juga harus dilanjutkan . Sebuah jerami atau warna biru pada lasan

merupakan indikasi penghapusan dini shielding gas . Preheating umumnya tidak diperlukan untuk

lasan toko titanium . Namun, jika kehadiran kelembaban diduga , karena suhu rendah , kelembaban

tinggi , atau area kerja basah , pemanasan awal mungkin diperlukan . Pemanasan obor Gas ( sedikit

oksidasi api ) dari permukaan las sampai sekitar 150 F ( 66 ) umumnya cukup untuk

menghilangkan uap air .

Panjang busur untuk las titanium tanpa logam pengisi harus sekitar sama dengan diameter elektroda

. Jika logam pengisi yang ditambahkan, panjang busur maksimum harus sekitar 1-1/2 kali diameter

elektroda . Kawat pengisi harus dimasukkan ke dalam zona las di persimpangan sambungan las danbusur kerucut . Kawat harus diberi makan dengan lancar dan terus menerus ke dalam genangan air .

Sebuah teknik mencelupkan intermiten menyebabkan turbulensi dan dapat menyebabkan

kontaminasi ujung panas dari kawat pada penghapusan dari perisai . Kontaminan tersebut kemudian

ditransfer ke genangan lasan pada kemiringan berikutnya . Setiap kali kawat las akan dihapus dari

perisai gas inert , akhirnya harus dipotong kembali sekitar 1/2-inch untuk menghapus logam

terkontaminasi . Suhu interpass harus dijaga cukup rendah , sehingga perisai tambahan tidak

diperlukan .


8/19

Membersihkan antara melewati tidak diperlukan jika manik las tetap cerah dan keperakan . Jerami

atau cahaya biru las warna dapat dihilangkan dengan menyikat dengan kawat stainless steel sikat

kawat bersih . Manik-manik las terkontaminasi, sebagaimana dibuktikan oleh biru , abu-abu atau

warna putih bubuk gelap, harus benar-benar dihapus dengan menggiling . Bersama maka harus hati-

hati disiapkan dan dibersihkan sebelum pengelasan lagi.

Mengevaluasi Weld Kualitas

Sebelum membuat lasan produksi titanium , prosedur dan teknik harus dievaluasi secara ketat .

Untuk konstruksi kapal tekanan, Boiler ASME dan Kode Bejana , Bagian IX ( Welding Kualifikasi ) ,

rincian prosedur dan tes kinerja yang harus dipenuhi . Tarik dan uji lengkung diadili lasan yang dibuat

di bawah kondisi dimaksudkan untuk produksi adalah kriteria penerimaan . Dampak atau uji tarik

takik juga mungkin diperlukan , terutama untuk aplikasi suhu rendah . Setelah prosedur yang baik

ditetapkan , sebagaimana dibuktikan oleh tarik dan uji lengkung , mereka harus benar-benar diikutidi las produksi berikutnya .

Bend Tes

Tes Bend mengevaluasi daktilitas . Untuk alasan ini , uji lengkung dilakukan pada sidang lasan

praproduksi atau ekstensi pengelasan produksi yang dibuat untuk tujuan itu , memberikan evaluasi

yang baik dari kualitas las . Contoh tikungan di mana lasan diposisikan tegak lurus terhadap sumbu

tikungan menjamin tegang seragam logam las dan zona yang terkena panas , sehingga memberikan

hasil yang lebih bermakna . Tabel 1 las menekuk jari-jari untuk berbagai paduan titanium .

Pengukuran kekerasan pada las vs logam dasar juga kadang-kadang digunakan sebagai indikator

kualitas las . Biasanya , tidak terkontaminasi las kekerasan tidak lebih dari 30 poin lebih besar pada

skala kekerasan Knoop , Vickers atau Brinell ( 5 poin Rockwell B ) dari kekerasan dari logam tidak

mulia komposisi yang cocok . Harus diakui bahwa panas - to- panas variasi dalam kimia , dalam

spesifikasi , dapat mengakibatkan kekerasan perbedaan agak lebih tinggi dari 30 Knoop atau Brinell

tanpa kontaminasi . Dalam hal apapun , kekerasan las tinggi harus menjadi perhatian karena

kemungkinan kontaminasi .

The ASME Kode menunjukkan bahwa , jika kekerasan logam titanium las lebih dari 40 BHN lebih

besar dari kekerasan logam dasar , kontaminasi berlebihan mungkin . Membutuhkan diferensial

kekerasan substansial lebih besar penghapusan daerah las - logam yang terkena . Kode lanjut

menetapkan bahwa semua lasan titanium diperiksa oleh penetran cair . Selain itu, radiografi penuh

banyak sendi titanium diperlukan oleh Code.

Welding perlawanan


9/19

Resistance spot welding , jahitan las dan pantat pengelasan dilakukan pada titanium dalam banyak

cara yang sama seperti untuk logam lainnya . Seperti arc welding , perhatian terhadap kebersihan

permukaan logam dan perlindungan dari logam las dan zona yang terkena panas dari kontaminasi

oleh udara penting .

Persiapan titanium untuk ketahanan spot atau jahitan pengelasan serupa dengan logam lain .

Permukaan harus bersih , bebas dari skala , oksida , kotoran , cat , minyak , dan minyak .

Pembersihan pabrik permukaan dengan komersial , pelarut nonchlorinated yang tidak meninggalkan

residu yang memuaskan . Kerak oksida Light, seperti hadir setelah suhu tinggi membentuk telah

dilakukan , harus dihapus oleh pengawetan asam atau dengan kawat menyikat gigi dengan sikat

kawat baja stainless bersih .

Shielding gas inert resistensi spot dan jahitan lasan sering tidak diperlukan . Dekat dari permukaan

kawin dalam kombinasi dengan durasi yang sangat singkat siklus resistensi las dan tekanan squeeze

semua membantu untuk mengecualikan pesawat dari melas. Jika warna biru , abu-abu atau

keputihan dalam mengembangkan pada permukaan titanium setelah resistance spot atau jahitan las

, pertimbangan harus diberikan untuk mengubah parameter las atau menyediakan pelindung gas

inert .

Peralatan dan parameter untuk resistance spot atau jahitan las titanium adalah sama seperti yang

diperlukan untuk austenitic stainless steel . Seperti halnya prosedur pengelasan yang akan

digunakan pada titanium , uji resistensi spot dan jahitan lasan harus dilakukan pada titanium ,

sebelum lasan produksi . Tes Ketegangan - geser akan membantu untuk menentukan kualitas lasan

dibuat . Setelah parameter dan prosedur yang telah diverifikasi memproduksi las berkualitas secara

konsisten , ini harus dipatuhi secara ketat selama produksi berjalan .

Perlawanan pengelasan pantat dan variasi , stud pengelasan , teknik menarik yang kadang-kadang

digunakan pada titanium . Bersih , permukaan berbatasan oksida - bebas adalah suatu keharusan .

Aliran arus melalui benda kerja menyebabkan lengkung dan pemanasan resistensi , membawa suhumendekati titik leleh . Pada suhu yang tepat , benda kerja dipaksa bersama-sama , mendorong logam

cair dan plastik dari sendi . Lasan yang sukses telah dilakukan di udara . Namun, perisai gas inert

mungkin diperlukan untuk lasan bebas kontaminasi .

Hambatan pantat teknik las telah digunakan untuk berhasil bergabung titanium logam berbeda

seperti paduan tembaga , baja dan baja tahan karat serta paduan titanium lainnya . Percobaan

pengelasan harus dilakukan dengan hati-hati dan dianalisa untuk menentukan parameter yang tepat

yang harus diikuti pada lasan produksi .


10/19

pemateri Titanium

Beberapa teknik mematri berlaku untuk titanium . Ini termasuk induksi mematri , resistensi mematri

dan mematri tungku dalam suasana argon atau vakum . Torch mematri tidak berlaku untuk titanium

. Karena teknik mematri memiliki potensi untuk mencemari permukaan titanium , kebersihan adalah

penting dan pertimbangan harus diberikan untuk argon atau helium perisai gas . Paduan untuk

mematri titanium untuk dirinya sendiri atau logam lainnya titanium - dasar ( 70Ti - 15Cu - 15Ni ) ,

perak -basa (berbagai ) , atau aluminium -basa (berbagai ) . Basis paduan titanium membutuhkan

suhu di sekitar 1700 F ( 927 C ) , sedangkan perak dan aluminium - dasar paduan membutuhkan

1650 F ( 899 C ) dan 1100 -1250 F ( 593 -677 C ) masing-masing. Jika ketahanan korosi adalah

penting , tes harus dijalankan pada Brazed sendi dalam lingkungan dimaksudkan sebelum digunakan

. The titanium - alloy dasar dilaporkan menawarkan unggul terhadap korosi dan garam lingkungan

atmosfer .

Panas Mengobati Titanium

Perlakuan panas pada fabrikasi titanium biasanya tidak diperlukan . Annealing mungkin diperlukan

setelah bekerja dingin yang parah jika pemulihan daktilitas atau diperbaiki machinability yang

diinginkan . Sebuah pengobatan menghilangkan stres kadang-kadang digunakan setelah pengelasan

berat membentuk atau untuk menghindari retak atau distorsi karena tegangan sisa yang tinggi , atau

untuk meningkatkan ketahanan lelah . Kebersihan bagian titanium yang akan dipanaskan penting

karena sensitivitas dari titanium terhadap pencemaran pada temperatur tinggi . Fabrikasi titanium

harus dibersihkan dengan hati-hati sebelum pemanasan , menggunakan pelarut nonchlorinated atau

mencuci deterjen , dilanjutkan dengan pembilasan air menyeluruh . Penanganan pembersihanberikut harus diminimalkan untuk menghindari potensi kontaminasi permukaan .

Kebanyakan nilai titanium biasanya stres lega pada sekitar 1000 F ( 538 C ) selama 45 menit dan

anil pada 1300 F ( 704 C ) selama dua jam . A sedikit lebih tinggi suhu menghilangkan stres [ 1100

F ( 593 C ) , 2 jam . ] Dan suhu annealing [ 1450 F ( 788 C ) , 4 jam . ] Sesuai untuk kelas 5 alloy .

Pendingin udara umumnya dapat diterima .

Meskipun tidak ada peralatan tungku khusus atau pelindung atmosfer diperlukan untuk titanium ,

suasana sedikit oksidasi yang dianjurkan untuk mencegah pickup hidrogen . Direct pelampiasan api

untuk waktu yang lama , menyebabkan suhu di atas 1200 F ( 649 C ) , harus dihindari karena

potensi kontaminasi dan embrittlement . Hidrogen atau retak amonia atmosfer , juga , tidak boleh

digunakan , karena penggunaannya akan menyebabkan berlebihan hidrogen pick - up , dan

embrittlement .

Jika pengobatan penghapusan skala , menyusul suhu tinggi ( 1200 F , 649 C ) anil tidak layak ,

vakum atau gas inert ( argon kering atau helium ) suasana dianjurkan . Perubahan warna permukaan


11/19

dangkal, yang disebabkan oleh anil di bawah 1200 F ( 649 C ) , dapat dihilangkan dengan acar

asam dalam asam nitrat 35 % - 5 % bath asam fluorida pada 125 F ( 52 C ) . Namun, jika waktu

pemanasan panjang atau suhu di atas 1200 F ( 649 C ) telah digunakan , mandi kaustik cair atau

pengobatan kerak mekanik , diikuti oleh asam pengawetan nitrichydrofluoric , diperlukan untuk

menghilangkan kerak .


12/19


13/19

Mengobati panas Titanium dan Titanium Alloys

Abstrak :

Titanium dan Titanium Alloys yang dipanaskan untuk :

Mengurangi tegangan sisa dikembangkan selama fabrikasi ( menghilangkan stres )

Menghasilkan kombinasi optimum daktilitas , machinability , dan dimensi dan struktural stabilitas (

anil )

Meningkatkan kekuatan ( solusi mengobati dan penuaan )

Optimalkan sifat khusus seperti ketangguhan retak , kekuatan kelelahan , dan suhu tinggi kekuatan

creep

Titanium dan titanium paduan dipanaskan untuk :

Mengurangi tegangan sisa dikembangkan selama fabrikasi ( menghilangkan stres )

Menghasilkan kombinasi optimum daktilitas , machinability , dan dimensi dan struktural stabilitas (

anil )

Meningkatkan kekuatan ( solusi mengobati dan penuaan )

Optimalkan sifat khusus seperti ketangguhan retak , kekuatan kelelahan , dan suhu tinggi kekuatan

creep .

Berbagai jenis perawatan anil (single , duplex , ( beta ) , dan rekristalisasi anil , misalnya) , dan solusi

mengobati dan penuaan perawatan , dikenakan untuk mencapai sifat mekanik yang dipilih . Stres

relieving dan anil dapat digunakan untuk mencegah serangan kimia preferensial di beberapa

lingkungan korosif , untuk mencegah distorsi ( pengobatan stabilisasi ) dan dengan kondisi logam

untuk selanjutnya membentuk dan fabrikasi operasi .

Jenis paduan dan Respon untuk Heat Treatment

Respon titanium dan titanium paduan untuk memanaskan pengobatan tergantung pada komposisi

logam dan efek dari unsur-unsur paduan pada transformasi kristal - dari titanium . Selain itu,

tidak semua siklus panas mengobati berlaku untuk semua paduan titanium , karena berbagai paduan

dirancang untuk tujuan yang berbeda .


14/19

Paduan Ti - 5Al - 2SN - 2ZR - 4Mo - 4cr dan Ti - 6Al - 2SN - 4Zr - 6mo dirancang untuk kekuatan di

bagian berat .

Paduan Ti - 6Al - 2SN - 4Zr - 2Mo dan Ti - 6Al - 5Zr - 0.5Mo - 0.2Si untuk ketahanan creep.

Paduan Ti - 6Al - 2NB - 1 Ta - 1Mo dan Ti - 6Al - 4V , untuk ketahanan terhadap stres korosi dalam

larutan garam berair dan retak tinggi ketangguhan .

Paduan Ti - 5Al - 2.5Sn dan Ti - 2.5Cu untuk mampu las ; dan

Ti - 6Al - 6V - 2SN , Ti - 6Al - 4V dan Ti - 10V - 2Fe - 3Al untuk kekuatan tinggi pada suhu rendah

sampai sedang .

Pengaruh Pemaduan Elemen pada - Transformasi . Titanium unalloyed adalah allotropic .

Strukturnya -padat heksagonal ( fase ) perubahan ke kubik , struktur ( - fase ) tubuh berpusatpada 885 C ( 1625 F ) , dan struktur ini tetap pada suhu sampai titik leleh .

Sehubungan dengan efek mereka pada transformasi allotropic , elemen paduan titanium

diklasifikasikan sebagai stabilisator atau stabilisator . Penstabil alpha , seperti oksigen dan

aluminium , menaikkan suhu transformasi - to- . Nitrogen dan karbon juga stabilisator , tetapi

unsur-unsur ini biasanya tidak ditambahkan secara sengaja dalam perumusan paduan . Stabilisator

beta , seperti mangan , kromium , besi , molibdenum , vanadium , dan niobium , menurunkan suhu

transformasi -to - dan , tergantung pada jumlah menambahkan, dapat menyebabkan retensi

beberapa fase pada suhu kamar .

Jenis paduan . Berdasarkan jenis dan jumlah elemen paduan yang dikandungnya , paduan titanium

diklasifikasikan sebagai , dekat - , - , atau paduan . Tanggapan dari jenis paduan ini untuk

perlakuan panas dijelaskan secara singkat di bawah ini .

Alpha dan dekat - alpha paduan titanium dapat stres lega dan anil , tapi kekuatan tinggi tidak dapat

dikembangkan dalam paduan ini dengan jenis perlakuan panas ( seperti penuaan setelah

pengobatan beta solusi dan pendinginan ) .

Paduan komersial , pada kenyataannya , paduan metastabil . Ketika paduan ini terkena suhu

tinggi yang dipilih , fase dipertahankan terurai dan penguatan terjadi . Untuk paduan ,

menghilangkan stres dan penuaan perawatan dapat dikombinasikan , dan anil dan solusi mengobati

mungkin operasi identik .


15/19

Paduan alpha - beta adalah paduan dua - fase dan , seperti namanya , terdiri dari kedua dan fase

pada suhu kamar . Ini adalah yang paling umum dan paling serbaguna dari tiga jenis paduan titanium

.

Oksigen dan besi tingkat memiliki efek yang signifikan terhadap sifat mekanik setelah perlakuan

panas . Harus disadari bahwa :

Oksigen dan besi harus dekat ditentukan maksimal untuk memenuhi tingkat kekuatan di kelas

komersial murni tertentu

Oksigen harus dekat maksimal yang ditentukan untuk memenuhi tingkat kekuatan dalam larutan

diperlakukan dan berusia Ti - 6Al - 4 V

Kadar oksigen harus dijaga serendah mungkin untuk mengoptimalkan ketangguhan patah . Namun,

tingkat oksigen harus cukup tinggi untuk memenuhi persyaratan kekuatan tarik

Kadar besi harus dijaga serendah mungkin untuk mengoptimalkan creep dan stres - pecah properti .

Sebagian besar paduan tahan-creep membutuhkan kadar zat besi pada atau di bawah 0.05wt % .

stres Menghilangkan

Titanium dan paduan titanium bisa stres lega tanpa merugikan kekuatan atau daktilitas .

Perawatan menghilangkan stres mengurangi tegangan sisa yang tidak diinginkan yang dihasilkan daripertama , penempaan panas seragam atau deformasi dari dingin membentuk dan meluruskan ,

kedua , mesin asimetris dari piring atau tempa , dan , ketiga , pengelasan dan pendinginan coran .

Penghapusan stres seperti membantu menjaga stabilitas bentuk dan menghilangkan kondisi yang

tidak menguntungkan , seperti hilangnya kekuatan yield tekan umumnya dikenal sebagai efek

Bauschinger .

Ketika bentuk simetris adalah mesin dalam kondisi anil menggunakan pemotongan moderat dan

penghapusan saham seragam , menghilangkan stres mungkin tidak diperlukan . Disk kompresor

terbuat dari Ti - 6Al - 4V telah mesin memuaskan dengan cara ini , sesuai dengan persyaratan

dimensi . Sebaliknya , cincin tipis yang terbuat dari paduan yang sama dapat mesin pada tingkat

produksi yang lebih tinggi dengan dimensi yang lebih ketat oleh stres menghilangkan 2 jam pada 540

C ( 1000 F ) antara , mesin kasar dan final. Terpisah relieving stres dapat dihilangkan ketika urutan

manufaktur dapat disesuaikan untuk menggunakan anil atau pengerasan sebagai proses

menghilangkan stres . Misalnya, penempaan tekanan dapat dihilangkan dengan anil sebelum mesin .

annealing


16/19

Anil titanium dan titanium paduan berfungsi terutama untuk meningkatkan ketangguhan retak ,

daktilitas pada suhu kamar , stabilitas dimensi dan termal , dan ketahanan mulur . Banyak paduan

titanium ditempatkan dalam pelayanan di negara anil . Karena perbaikan dalam satu atau lebih

properti umumnya diperoleh dengan mengorbankan beberapa properti lainnya , siklus anil harus

dipilih sesuai dengan tujuan pengobatan .

Perawatan anil umum adalah:

Mill anil

anil duplex

rekristalisasi anil

anil Beta

Mill anil adalah pengobatan tujuan umum yang diberikan kepada semua produk pabrik . Ini bukan

anil penuh dan dapat meninggalkan jejak pengerjaan dingin atau hangat dalam mikro produk berat

bekerja , terutama lembar .

Anil Duplex mengubah bentuk, ukuran , dan distribusi fase dengan yang dibutuhkan untuk

ketahanan mulur ditingkatkan atau ketangguhan retak . Dalam anil duplex dari Corona 5 alloy ,

misalnya, anil pertama adalah dekat transus untuk globularize dengan cacat dan untuk

meminimalkan fraksi volume . Hal ini diikuti oleh kedua - suhu yang lebih rendah anil untuk

mengendapkan lenticular baru ( acicular ) antara partikel globular . Ini pembentukan acicular

dikaitkan dengan peningkatan kekuatan creep dan ketangguhan patah .

Rekristalisasi anil dan anil digunakan untuk meningkatkan ketangguhan patah . Dalam rekristalisasi

anil , paduan dipanaskan ke ujung atas kisaran - , yang diadakan untuk sementara waktu , dan

kemudian didinginkan sangat lambat . Dalam beberapa tahun terakhir , rekristalisasi anil telah

menggantikan anil untuk fraktur komponen badan pesawat kritis.

( Beta ) Anil . Seperti rekristalisasi anil , anil meningkatkan ketangguhan patah . Anil Beta

dilakukan pada suhu di atas transus dari paduan yang anil . Untuk mencegah pertumbuhan butir

yang berlebihan , suhu untuk anil harus hanya sedikit lebih tinggi dari transus . Kali Annealing

tergantung pada ketebalan bagian dan harus cukup untuk transformasi lengkap . Waktu pada suhu

setelah transformasi harus diadakan untuk minimum untuk mengontrol pertumbuhan butir .

Bagian yang lebih besar harus didinginkan fan atau air dipadamkan untuk mencegah pembentukan

fase pada batas butir .


17/19

Meluruskan , sizing , dan mendatarkan paduan titanium sering diperlukan dalam rangka memenuhi

persyaratan dimensi . Penegakan bar untuk menutup toleransi dan mendatarkan lembar ini masalah

besar bagi produsen titanium dan perakit .

Tidak seperti paduan aluminium , paduan titanium tidak mudah diluruskan ketika dingin karena

kekuatan yield tinggi dan modulus elastisitas paduan ini menghasilkan springback signifikan . Oleh

karena itu , paduan titanium yang diluruskan terutama oleh rangkak meluruskan dan / atau

meluruskan panas ( tangan atau mati ) , dengan mantan menjadi jauh lebih umum daripada yang

terakhir .

Meluruskan , sizing , dan merata dapat dikombinasikan dengan anil dengan menggunakan

perlengkapan yang tepat . Bagian-bagian , dalam jumlah besar atau perlengkapan, mungkin

dibebankan langsung ke operasi tungku pada suhu anil . Pada suhu anil banyak paduan titanium

memiliki ketahanan mulur yang cukup rendah untuk memungkinkan penegakan selama anil .

Creep meluruskan dapat dengan mudah dicapai selama anil dan / atau proses penuaan yang paling

paduan titanium . Namun, jika anil / penuaan suhu di bawah sekitar 540-650 C ( 1000-1200 F ) ,

tergantung pada paduan , waktu yang diperlukan untuk mencapai creep meluruskan diinginkan

dapat diperpanjang . Meluruskan Creep dicapai dengan dasar atau canggih perlengkapan dan sistem

pembebanan , tergantung pada bagian kompleksitas dan tingkat meluruskan diperlukan .

Creep mendatarkan terdiri dari pemanasan lembar titanium antara dua bersih , datar lembaran baja

dalam tungku yang mengandung suasana oksidasi atau inert. Vacuum merayap merata digunakan

untuk menghasilkan bebas stres pelat datar untuk mesin berikutnya . Piring ditempatkan pada

tempat tidur besar , datar keramik yang memiliki elemen pemanas listrik yang tidak terpisahkan .

Isolasi ditempatkan di atas piring , dan lembaran plastik disegel ke frame .

Stabilitas . Dalam - paduan titanium , stabilitas termal merupakan fungsi transformasi - fase .

Selama pendinginan dari temperatur anil , dapat mengubah dan , dalam kondisi tertentu dan

dalam paduan , dapat membentuk fase menengah rapuh dikenal sebagai .

Sebuah pengobatan anil stabilisasi dirancang untuk menghasilkan fase stabil mampu menolak

transformasi lebih lanjut bila terkena suhu yang tinggi dalam pelayanan . Paduan alpha - beta yang

ramping dalam , seperti Ti - 6Al - 4V , dapat udara didinginkan dari suhu anil tanpa mengganggu

stabilitas mereka . Untuk mendapatkan ketahanan mulur maksimum dan stabilitas di paduan dekat -

Ti - 8AL - 1 Mo - 1 V dan Ti - 6Al - 2SN - 4Zr - 2Mo , pengobatan anil duplex digunakan . Perawatanini dimulai dengan solusi anil pada suhu tinggi di kisaran - , biasanya 25 sampai 55 C ( 50 sampai


18/19

100 F ) di bawah transus untuk Ti - 8AL - 1Mo - 1Vand 15 sampai 25 C ( 25 sampai 50 F ) di

bawah transus - untuk Ti - 6Al - 2SN - 4Zr - 2Mo .

Solusi Mengobati dan Penuaan

Berbagai macam tingkat kekuatan dapat diperoleh dalam - atau paduan dengan larutan

merawat dan penuaan . Dengan pengecualian dari paduan Ti - 2.5Cu unik ( yang bergantung pada

penguatan dari klasik reaksi usia - pengerasan presipitasi Ti2Cu mirip dengan pembentukan Guinier -

Preston zona di paduan aluminium ) , asal tanggapan panas-mengobati paduan titanium terletak

pada ketidakstabilan suhu tinggi fase pada suhu yang lebih rendah .

Pemanasan paduan - dengan suhu solusi - mengobati menghasilkan rasio yang lebih tinggi dari

fase . Ini partisi fase dikelola oleh pendinginan ; pada penuaan berikutnya , dekomposisi fase

tidak stabil terjadi , memberikan kekuatan tinggi . Paduan komersial umumnya diberikan dalam

kondisi solusi yang diobati , dan perlu hanya untuk usia .

Setelah dibersihkan , komponen titanium harus dimuat ke perlengkapan atau rak yang akan

memungkinkan akses gratis ke pemanasan dan media pendinginan . Komponen tebal dan tipis dari

paduan yang sama dapat diobati solusi bersama-sama , tetapi waktu pada suhu ditentukan oleh

bagian paling tebal . Kombinasi Waktu / suhu untuk solusi mengobati diberikan dalam Tabel 1 .

Sebuah beban mungkin dibebankan langsung ke tungku yang beroperasi pada suhu solusi -

mengobati . Meskipun pemanasan tidak penting , hal itu dapat digunakan untuk meminimalkan

distorsi bagian kompleks .

TABEL

Solusi mengobati paduan titanium umumnya melibatkan pemanasan suhu baik sedikit di atas atau

sedikit di bawah suhu transus . Suhu solusi mengobati dipilih tergantung pada jenis paduan dan

pertimbangan praktis singkat dijelaskan di bawah .

( Beta ) paduan biasanya diperoleh dari produsen dalam kondisi solusi - diobati. Jika pemanasan

diperlukan , rendam kali harus hanya selama diperlukan untuk memperoleh solutioning lengkap .

Suhu Solusi - memperlakukan untuk paduan berada di atas transus ; karena tidak ada tahap

kedua hadir , pertumbuhan butir dapat melanjutkan dengan cepat .

- ( Alpha - beta ) paduan . Pemilihan suhu solusi - pengobatan untuk paduan - didasarkan

pada kombinasi dari sifat mekanik yang diinginkan setelah penuaan . Perubahan suhu solusi

mengobati paduan - mengubah jumlah fase dan berakibat pada perubahan respon terhadap

penuaan .


19/19

Untuk mendapatkan kekuatan tinggi dengan daktilitas yang memadai , maka perlu solusi

memperlakukan pada suhu tinggi di bidang - , biasanya 25-85 C ( 50 sampai 150 F ) di bawah

transus paduan. Jika ketangguhan fraktur tinggi atau peningkatan daya tahan terhadap stress

corrosion diperlukan , anil atau larutan mengobati mungkin diinginkan . Namun, panas

mengobati paduan - dalam kisaran menyebabkan kerugian yang signifikan dalam daktilitas .

Paduan ini biasanya solusi perlakuan panas di bawah transus untuk mendapatkan keseimbangan

optimal keuletan , ketangguhan patah , creep , dan sifat stres pecah .

latar belakang

Documents

Transcript of latar belakang