שינויים מבניים במוטות טיטניום TA1 במהלך עיבוד שחול חם

המראה של מוטות טיטניום TA1 דומה מאוד לפלדה, עם צפיפות של 4.51 גרם/סמ"ק, פחות מ-60% מפלדה, והוא אלמנט המתכת בצפיפות הנמוכה ביותר במתכות עקשניות. התכונות המכניות של טיטניום, הידוע בכינויו תכונות מכניות וטוהר, רלוונטיות מאוד. טיטניום בטוהר גבוה בעל יכולת עיבוד מצוינת, התארכות, כיווץ חתך טובים, אך חוזק נמוך, אינו מתאים לחומרים מבניים. טיטניום טהור תעשייתי מכיל כמות מתונה של זיהומים, בעלי חוזק ופלסטיות גבוהים, המתאימים לייצור חומרים מבניים. מוליכות תרמית של בילט טיטניום וסגסוגת טיטניום נמוכה, בשחול החם תגרום לשכבת פני השטח והשכבה הפנימית הפרש טמפרטורות גדול, כאשר הטמפרטורה של גליל האקסטרוזיה היא 400 מעלות, הפרש הטמפרטורה יכול להגיע ל-200 ~ 250 מעלות. בקטע חיזוק היניקה והבילט יש הבדל טמפרטורה גדול בהשפעת משותף של משטח הבילט ומרכז המתכת כדי לייצר תכונות חוזק ותכונות פלסטיות שונות מאוד, בתהליך האקסטרוזיה יגרום לעיוות מאוד לא אחיד, בשכבת פני השטח של מתחי המתיחה הנוספים הגדולים, להפוך בשיחול של פני השטח של המוצר ליצירת סדקים וסדקים בשורש הסיבה. מוצרי טיטניום וסגסוגת טיטניום תהליך שחול חם מאשר סגסוגות אלומיניום, סגסוגות נחושת, ואפילו תהליך שחול פלדה מורכב יותר, זה על ידי טיטניום וסגסוגת טיטניום מיוחדות פיזיות וכימיות של ההחלטה.

עד כה, תהליך האקסטרוזיה של מוטות טיטניום חייב להשתמש בחומרי סיכה. הסיבה העיקרית היא: טיטניום ב 980 מעלות ו 1030 מעלות טמפרטורת, יווצר עם חומר סגסוגת מבוסס ברזל או ניקל מבוססי סגסוגת חומר מתיך eutectic, כך למות חזק ללבוש. בעת שימוש בחומרי סיכה גרפיט, עלולים להיווצר קווי שריטה אורכיים עמוקים על פני המוצר, אשר נובע ממוטות טיטניום ומוטות סגסוגת טיטניום הנצמדים לעבודה על התבנית. שחול פרופילים עם חומרי סיכה מזכוכית מוביל לסוג חדש של פגמים "כיסים", כלומר סדקים בשכבת הפנים של המוצר. הוכח ש"כיס" מופיעים בשל המוליכות התרמית הנמוכה של טיטניום וסגסוגות טיטניום, מה שגורם לקירור חד של שכבת פני השטח של הבילט ולירידה חדה בפלסטיות.

סגסוגות טיטניום בעלות חוזק נמוך פלסטיות גבוהה, חוזק בינוני וחוזק גבוה, עבור 200 (חוזק נמוך) ~ 1300 (חוזק גבוה) MPa, אבל בגדול, ניתן להתייחס לסגסוגות טיטניום כסגסוגות בעלות חוזק גבוה. יש להם חוזק גבוה יותר מסגסוגות אלומיניום, הנחשבות לחוזק בינוני, ויכולות להחליף לחלוטין סוגים מסוימים של פלדה מבחינת חוזק. בהשוואה לסגסוגות אלומיניום, המאבדות חוזק במהירות בטמפרטורות מעל 150 מעלות, חלק מסגסוגות טיטניום שומרות על חוזק טוב ב-600 מעלות. מתכת צפופה טיטניום עקב משקל קל, חוזק גבוה יותר מסגסוגות אלומיניום, ניתן לשמור בטמפרטורות גבוהות מאלומיניום עבור חוזק גבוה ועל ידי תעשיית התעופה מייחסת חשיבות רבה. לאור הצפיפות של טיטניום לפלדה 57%, החוזק הספציפי שלו (יחס חוזק/משקל או יחס חוזק/צפיפות נקרא חוזק ספציפי) גבוה, קורוזיה, חמצון, עמידות בפני עייפות חזקה, סגסוגות טיטניום, 3/4 משמשות לתעופה וחלל סגסוגות מבניות כנציג של החומרים המבניים, 1/4 משמש בעיקר כסגסוגות עמידות בפני קורוזיה. לסגסוגת טיטניום חוזק גבוה וצפיפות קטנה, תכונות מכניות טובות, קשיחות ועמידות בפני קורוזיה טובה מאוד. בנוסף, ביצועי תהליך סגסוגת טיטניום גרועים, קשיי חיתוך ועיבוד, בעיבוד התרמי, קל מאוד לספוג זיהומים כגון מימן, חמצן, חנקן ופחמן. יש גם עמידות בפני שחיקה ירודה, תהליך הייצור מורכב. הייצור המתועש של טיטניום החל בשנת 1948. הצרכים של תעשיית התעופה לפיתוח, כך שתעשיית הטיטניום לקצב צמיחה שנתי ממוצע של כ-8% פיתוח. נכון לעכשיו, התפוקה השנתית בעולם של חומרי עיבוד סגסוגת טיטניום הגיעה ליותר מ-40,000 טון של סגסוגת טיטניום בדרגה כמעט 30 סוגים. סגסוגת הטיטניום הנפוצה ביותר היא Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) וטיטניום טהור תעשייתי (TA1, TA2 ו- TA3).