Análise completa do processo de liga de titânio grau 9

A liga de titânio grau 9 é uma liga de titânio de média-resistência - de acordo com sua excelente conformabilidade a frio, soldabilidade e resistência à corrosão. É um material essencial para tubos aeroespaciais, dispositivos médicos-de última geração e peso leve automotivo. Sua produção envolve processos complexos como metalurgia a vácuo, deformação plástica a quente e a frio, tratamento térmico de precisão e tratamento de superfície. Os parâmetros do processo afetam diretamente a uniformidade microestrutural, as propriedades mecânicas e a vida útil.

 

 

Liga de titânio grau 9  possui composição de Ti-3Al-2,5V, com rigoroso controle de baixo nível de impurezas como C, N, H, O e Fe.

Matéria-prima:O titânio esponjoso-de alta pureza é usado como matéria-prima principal, com liga mestre Al-V adicionada para introduzir elementos de liga e evitar a segregação da composição. Os materiais auxiliares são tratados para remover incrustações e contaminação por óleo para limpeza.

 

Proporção: As matérias-primas são pesadas com precisão na faixa de composição padrão e depois misturadas em um misturador a vácuo sob proteção de argônio por 4–6 horas para garantir uniformidade e eliminar o enriquecimento elementar.

 

Compactação de eletrodo: o pó misturado é prensado-a frio em blocos de eletrodos, depois soldado e montado em eletrodos consumíveis. As superfícies devem ser lisas e sem rachaduras-para evitar defeitos de fusão.

 

 

O titânio é quimicamente reativo e sujeito à fragilização por meio da reação com oxigênio, nitrogênio e hidrogênio em altas temperaturas.

Conduzido em forno a arco com nível de vácuo menor ou igual a 5×10⁻³ Pa. O eletrodo é derretido pelo calor do arco e o metal fundido solidifica em um cadinho de cobre resfriado a água- para formar um lingote inicial, removendo impurezas voláteis enquanto retém leve segregação.

 

O lingote inicial serve como eletrodo para repetidas fusões a vácuo. Vários ciclos de fusão-de solidificação eliminam a segregação, refinam os grãos e controlam as impurezas intersticiais em níveis de ppm, produzindo um lingote de titânio de grau 9 denso e homogêneo.

 

 

Os lingotes de titânio são processados ​​por forjamento e laminação em alta-temperatura para quebrar estruturas grossas como{1}}fundidas, refinar grãos e produzir perfis básicos, incluindo barras, tubos e folhas.

 

O lingote é aquecido, retido e forjado rapidamente-em vários passes com deformação total em um tarugo de barra, melhorando a tenacidade e a ductilidade por meio do refinamento do grão.

Tubos: os tarugos de barra são perfurados e laminados-a quente em tubos-mãe e, em seguida, laminados-a frio em várias passagens para controlar a espessura da parede e aumentar a resistência.

Folhas: os tarugos forjados são laminados-a quente até a espessura desejada e depois laminados-a frio para otimizar a precisão dimensional e o acabamento superficial.

 

 

O tratamento térmico é fundamental para equilibrar resistência, ductilidade e tenacidade na liga de titânio Grau 9.

Recozimento completo

Aquecimento a 700–790 graus, manutenção por 1–2 horas, resfriamento do forno a 500 graus e, em seguida, resfriamento ao ar. Alivia tensões internas, permite a recristalização e produz uma microestrutura equiaxial + com excelente conformabilidade a frio. Resistência à tração: 620–790 MPa, alongamento maior ou igual a 15%.

 

Tratamento de solução + envelhecimento

Aquecimento a 850–900 graus, mantendo por 1 hora, resfriamento com água ou ar para obter uma matriz supersaturada.

Aquecimento a 500–550 graus, mantendo por 4 horas, depois resfriamento a ar para precipitar a fase fina em escala nano-, aumentando significativamente a resistência para 950–980 MPa com alongamento maior ou igual a 10%. O envelhecimento gradual alcança um melhor equilíbrio entre alta resistência e tenacidade.

 

 

Imersão em uma solução mista de ácido HF-H₂SO₄-HNO₃ por 1–3 horas para remover incrustações e contaminação da superfície, seguida de limpeza e secagem.

Mandrilamento de furos internos de tubos, torneamento e retificação de barras e chapas para eliminar defeitos superficiais e garantir precisão dimensional.

Revestimento com óleo-antiferrugem ou embalagem a vácuo para evitar oxidação e contaminação durante armazenamento e transporte.

 

 

Torneamento CNC, fresamento, retificação e perfuração com precisão de até ±0,01 mm, adequado para fixadores aeroespaciais, implantes médicos e outros componentes de precisão.

 

Soldagem TIG e soldagem por feixe de elétrons são comumente usadas com proteção total de argônio. O recozimento de alívio de-tensão pós-soldagem-a 700–750 graus por 1 hora atinge uma resistência de solda maior ou igual a 90% do metal base.

 

Pó de liga de titânio grau 9 em impressão 3D formado em peças estruturais complexas via SLM. Recozimento com-alívio de tensão a 800 graus após a formação, ideal para componentes médicos e aeroespaciais personalizados com formato especial-.

 

 

Inspeções rigorosas são realizadas em cada etapa para atender aos padrões ASTM B338 e AMS 4957:

• Teste espectrômetro dos principais elementos e conteúdo de impurezas.
• Exame metalográfico de grão e + uniformidade de fase.
• Testes de tração, impacto e fadiga para verificar resistência e tenacidade.
• Inspeção ultrassônica e por correntes parasitas para trincas e inclusões internas.

 

 

 

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