W procesie kucia stopów tytanu pierwotne cechy struktury wlewka, obejmujące skład chemiczny, rozkład zanieczyszczeń, dobór parametrów obróbki cieplnej i późniejsze procedury obróbki cieplnej, znacząco wpływają na ostateczną mikrostrukturę i właściwości mechaniczne odkuwek.
Wybór temperatury walcowania jest kluczowym wyznacznikiem. Optymalne temperatury walcowania, zapewniające znaczne odkształcenie wlewka podczas kucia, skutecznie łagodzą niekorzystny wpływ na pierwotną konstrukcję. Jednakże osiągnięcie tak wysokich współczynników odkształcenia stwarza wyzwania w warunkach przemysłowych. W miarę zmniejszania się szybkości deformacji szkodliwy wpływ pierwotnej konstrukcji staje się coraz bardziej wyraźny, co stwarza potencjalne zagrożenie dla jakości odkuwki.
W przypadku wlewków z tytanu i stopów tytanu pierwotna struktura często wykazuje grube ziarna i ograniczoną plastyczność procesu. Proces podgrzewania przed kuciem staje się kluczowy dla poprawy tego stanu. Skuteczne okazało się nagrzanie wlewka powyżej punktu przemiany i dokończenie odkształcenia pierwotnego w fazie. W tej fazie odporność materiału na odkształcenia znacznie maleje, a plastyczność drastycznie wzrasta, co pozwala na dokładniejsze rozdrobnienie struktury odlewu, zwiększając w ten sposób efektywność produkcji i zmniejszając zużycie energii.
Dalsze badania i praktyka wykazują, że gdy całkowite odkształcenie wlewka sięga 70% do 80%, następuje znacząca przemiana w mikrostrukturze wewnętrznej odkuwki. Grube ziarna są rafinowane, tworząc jednolitą i delikatną strukturę włóknistą. To przejście nie tylko zwiększa wytrzymałość materiału na rozciąganie, ale także znacznie poprawia jego plastyczność, czyniąc odkuwkę bardziej sprężystą i trwałą pod wpływem sił zewnętrznych.
Dodatkowo przy wyborze temperatury walcowania należy wziąć pod uwagę specyficzny skład i zawartość zanieczyszczeń w materiale. Różne składy stopów tytanu i poziomy zanieczyszczeń mają różny wpływ na wybór temperatury walcowania i ewolucję strukturalną podczas kucia. Dlatego też praktyczne operacje wymagają sformułowania racjonalnych specyfikacji temperatury walcowania i parametrów procesu kucia dostosowanych do konkretnego materiału stopu tytanu, aby zapewnić optymalną jakość i wydajność kucia.
Podsumowując, temperatura walcowania ma ogromny wpływ na mikrostrukturę i właściwości odkuwek tytanowych. Ścisła kontrola temperatury walcowania, optymalizacja pierwotnej struktury kęsa oraz ustalenie racjonalnych parametrów procesu kucia i procedur obróbki cieplnej są niezbędne, aby zapewnić najwyższą jakość kucia.
