높은 비강도, 우수한 내식성 및 고온 저항성과 같은 일련의 장점으로 인해 티타늄 합금은 항공우주, 해군 및 화학 산업에서 널리 사용되었습니다.
산업용 순수 티타늄은 비강도가 높고 내식성이 우수한 금속 구조 재료의 일종으로 가공 가소성이 높으며 냉간 변형 조건에서도 큰 변형이 가능합니다. 최근 몇 년 동안 순수 티타늄 포일은 판형 열교환기, 전기분해 산업 응용 분야의 골판지, 티타늄 커튼월 패널 등 점점 더 광범위한 응용 분야에 사용되었습니다.
냉간 프레스 성형은 포일의 중요한 성형 방법입니다. 예를 들어, TA1 티타늄 판형 열교환기 시트는 일반적으로 냉간 스탬핑으로 성형되며 스트립은 우수한 팽창 특성을 가져야 합니다. 순수 티타늄 포일은 스탬핑 및 성형 과정에서 다음과 같은 단점이 있습니다. (1) 반동이 크고 티타늄의 굽힘 강도가 상대적으로 높으며 탄성 계수가 작기 때문에 탄성 변형률이 높고 성형 후 반동이 큽니다. (2) 티타늄 합금 스트립과 포일이 스트립 방법으로 압연되고 스트립 생산 과정에서 스트립의 방향을 변경할 수 없기 때문에 소성 이방성이 큽니다. 일반적으로 중요한 기계적 성질 이방성 현상, 특히 가소성을 가지고 있습니다. 이방성은 프레스 성형에 큰 영향을 미치며 일반적으로 가로 방향의 소성이 세로 방향보다 낮아 프레스 균열이 발생합니다.
본 논문에서는 TA1 티타늄 합금을 시험 재료로 사용하여 스트립 생산 과정에서 슬라이스한 다음 교차 압연하여 TA1 티타늄 합금 호일의 조직 및 특성에 교차 압연이 미치는 영향을 연구합니다.
1 시험재료 및 방법
본 논문에서는 TA1 티타늄 합금을 시험재로 사용하였으며, 그 조성은 표 1에 나타내었다. 티타늄 스폰지를 사용하여 진공 자체 소비 용해법으로 TA1 티타늄 합금 잉곳을 제조한 후 두께 155mm의 슬래브로 단조하고, 그런 다음 열간압연을 통해 얇은 슬래브로 만든 다음 최종적으로 얇은 슬래브를 냉간압연하여 두께 0.1 mm의 박으로 만듭니다. 얇은 슬라브로부터 호일을 냉간 압연하는 과정에서 두 가지 압연 방법이 사용됩니다. 하나는 일반 압연, 즉 교차 압연 방향을 변경할 수 없는 스트립 방법을 사용한 압연이고; 다른 하나는 크로스 압연(cross-rolling), 즉 플레이크 시편의 일부를 절단하고, 후속 압연 공정에서 압연 방향을 변경(90도 회전)한 후 다시 원래 방향으로 압연하여 최종 제품을 만드는 것입니다. 압연 후, 일반 압연 및 교차 압연을 사용한 포일은 진공 어닐링로에서 각각 680도, 700도 및 720도에서 1시간 동안 어닐링되었습니다.
어닐링이 완료된 후 광학현미경을 사용하여 시험박의 미세구조를 관찰하였고, 인장기를 사용하여 시험박의 상온 기계적 성질을 시험하였다. 인장 시험은 GB/T 228.1-2010 표준에 따라 수행되었습니다.
결론
(1) 교차 압연과 일반 압연에 의해 어닐링된 TAl 티타늄 합금 시편의 미세 구조는 모두 등축 결정립으로 구성되었습니다. 두 가지 압연 방법을 비교하면 교차 압연 후 결정립의 크기가 더 작고 조직이 더 균질하다는 것을 알 수 있습니다.
(2) 어닐링 온도가 증가함에 따라 재료의 강도는 점차 감소하고 소성은 점차 증가한다.
(3) 교차 압연 후 시편의 강도가 감소하고 소성이 증가하며 강도 및 소성 이방성의 정도가 크게 감소합니다. 동시에 가로 굴곡 강도 비율이 크게 감소합니다.
(4) 결정립 크기와 항복강도는 Hall-Petch 관계를 따른다. 크로스 롤링 후 σ0 값은 상당히 낮고 K 값은 모두 양수입니다. 일반 롤링 후에는 σ0 값이 더 높고 K 값은 모두 음수입니다.
