Prije razumijevanja procesa kovanja, potrebno je prvo razumjeti jedinstvena svojstva titanijumskih legura, koja određuju težinu i specifičnost njihovog kovanja.
1.Visoka specifična čvrstoća (odnos čvrstoće/gustine): Čvrstoća legura titana je bliska onoj kod određenih čelika, ali njihova gustina je samo 60% gustoće čelika, što je njihova najvažnija prednost.
2. Dobre performanse pri visokim{1}}temperaturama: I dalje može održavati visoku čvrstoću na 400-550 stepeni C, dok će se čvrstoća legure aluminijuma naglo smanjiti iznad 200 stepeni.
3. Jaka otpornost na koroziju: površina je sklona formiranju gustog i stabilnog oksidnog filma, koji ima odličnu otpornost na koroziju na atmosferu, morsku vodu i razne hemijske medije.
4. Visoka hemijska aktivnost: Ovo je osnovni izazov kovanja. Na visokim temperaturama (posebno iznad 800 stepeni C), titanijum reaguje sa kiseonikom, azotom i vodonikom u vazduhu.
Apsorpcija kisika: Formiranje tvrde i lomljive oksidne kože ( Case) na površini može smanjiti snagu i žilavost dijelova na zamor.
Apsorpcija vodika: može uzrokovati krhkost vodika, što dovodi do smanjenja plastičnosti materijala.
5. Loša toplotna provodljivost: Toplotna provodljivost titanijuma je oko 1/5 od čelika i 1/15 od aluminijuma. To dovodi do velike temperaturne razlike između unutarnje i vanjske strane gredice tokom zagrijavanja kovanja, što lako stvara termički stres; Tokom deformacije kovanja, toplota se ne odvodi lako, što dovodi do lokalnog pregrijavanja koje se može koncentrirati u zoni deformacije i prekoračiti dozvoljenu temperaturu kovanja.
6. Visoka otpornost na deformaciju i uski raspon plastičnosti: legure titana imaju visoku čvrstoću na sobnoj temperaturi i teško se deformiraju. Njegovo kovanje mora biti izvedeno unutar određenog temperaturnog raspona. Ako je temperatura previsoka, to će uzrokovati krupno zrno (krhkost) ili pregorenje. Ako je temperatura preniska, to će uzrokovati nagli porast otpornosti na deformaciju i može doći do pucanja.
Kovanje titanijumskih legura obično sledi sledeće ključne korake:
1. Rezanje materijala
Obično se za rezanje koristi tračna pila ili strug kako bi se osiguralo da je krajnja strana ravna, bez neravnina i pukotina, kako bi se spriječilo širenje pukotina tijekom zagrijavanja i kovanja.
2. Grijanje
Ovo je najvažniji proces pripreme.
Temperatura grijanja: strogo određena prema razredu legure. Obično se kuje na 20-50 stepeni C ispod tačke faznog prelaza (T ) (u + zoni) ili iznad T (u zoni). Opseg temperature kovanja za najčešće korišćene legure kao što je TC4 (Ti-6Al-4V) je približno 900-950 stepeni C.
3. Oprema za grijanje: moraju se koristiti električne peći ili peći zaštićene plinom. Dajte prioritet preporuci peći s kontroliranom atmosferom ili vakuumskih peći kako biste smanjili zagađenje plinom. Ako se koristi obična otporna peć, unutar peći treba održavati blago oksidirajuću atmosferu kako bi se izbjegla redukujuća atmosfera (kako bi se spriječila hidrogenacija).
4. Vrijeme zagrijavanja: određuje se prema veličini gredice, osiguravajući ujednačenu temperaturu unutar i izvan gredice. Zbog loše toplinske provodljivosti, vrijeme zagrijavanja je obično duže od čelika.
