Abans d'entendre el procés de forja, primer cal entendre les propietats úniques dels aliatges de titani, que determinen la dificultat i l'especificitat de la seva forja.
1. Alta resistència específica (relació força/densitat): la resistència dels aliatges de titani és propera a la de certs acers, però la seva densitat és només el 60% de la de l'acer, que és el seu avantatge més important.
2. Bon rendiment a alta -temperatura: encara pot mantenir una alta resistència a 400-550 graus C, mentre que la resistència de l'aliatge d'alumini disminuirà bruscament per sobre dels 200 graus.
3. Forta resistència a la corrosió: la superfície és propensa a formar una pel·lícula d'òxid densa i estable, que té una excel·lent resistència a la corrosió a l'atmosfera, aigua de mar i diversos mitjans químics.
4. Alta activitat química: aquest és el repte principal de la forja. A altes temperatures (especialment per sobre dels 800 graus C), el titani reacciona amb l'oxigen, el nitrogen i l'hidrogen de l'aire.
Absorció d'oxigen: la formació d'una pell d'òxid dura i trencadissa (cas) a la superfície pot reduir la resistència a la fatiga i la duresa de les peces.
Absorció d'hidrogen: pot provocar la fragilitat de l'hidrogen, provocant una disminució de la plasticitat del material.
5. Pobre conductivitat tèrmica: la conductivitat tèrmica del titani és aproximadament 1/5 de la de l'acer i 1/15 de la de l'alumini. Això condueix a una gran diferència de temperatura entre l'interior i l'exterior de la palangana durant l'escalfament de la forja, que genera fàcilment estrès tèrmic; Durant la deformació de la forja, la calor no es dissipa fàcilment, donant lloc a un sobreescalfament local que es pot concentrar a la zona de deformació i superar la temperatura de forja permesa.
6. Alta resistència a la deformació i rang de plasticitat estret: els aliatges de titani tenen una gran resistència a temperatura ambient i són difícils de deformar. La seva forja s'ha de dur a terme dins d'un rang de temperatura específic. Si la temperatura és massa alta, provocarà grans gruixuts (frràgilitat) o cremades excessives. Si la temperatura és massa baixa, provocarà un fort augment de la resistència a la deformació i es podria trencar.
La forja d'aliatges de titani sol seguir els següents passos clau:
1. Tall de material
Normalment, s'utilitza una serra de cinta o un torn per tallar per assegurar-se que la cara final és plana, lliure de rebaves i esquerdes, per tal d'evitar la propagació de les esquerdes durant l'escalfament i la forja.
2. Calefacció
Aquest és el procés de preparació més important.
Temperatura de calefacció: estrictament determinada segons el grau d'aliatge. Normalment, es forja a 20-50 graus C per sota del punt de transició de fase (T ) (a la zona +) o per sobre de T (a la zona). El rang de temperatura de forja per als aliatges d'ús habitual com TC4 (Ti-6Al-4V) és d'aproximadament 900-950 graus C.
3.Equip de calefacció: S'han d'utilitzar forns elèctrics o forns blindats amb gas. Prioritzeu la recomanació de forns d'atmosfera controlada o forns de buit per minimitzar la contaminació de gasos. Si s'utilitza un forn de resistència normal, s'ha de mantenir una atmosfera lleugerament oxidant a l'interior del forn per evitar una atmosfera reductora (per evitar la hidrogenació).
4.Temps de calefacció: determinat segons la mida de la palangana, garantint una temperatura uniforme dins i fora de la palangana. A causa de la mala conductivitat tèrmica, el temps d'escalfament sol ser més llarg que el de l'acer.
