Test- og analyseveiledning for titanlegeringsmaterialer

Utførelsen avtitanlegeringsmaterialerpåvirker direkte levetiden og sikkerheten til produktene. Standardisert og fullstendig-prosesstesting og analyse må utføres for å sikre at sammensetningen, mikrostrukturen, ytelsen og defektene alle samsvarer med spesifikasjonene.

 

 

 

1. Kjernemål

• Bestem om materialkvaliteten og sammensetningen oppfyller standardene
• Kontroller at de mekaniske egenskapene oppfyller designkravene
• Inspiser interne og overflatedefekter for å eliminere tidlig feil
• Bekreft kvalifikasjonen til metallografisk struktur og varmebehandlingstilstand
• Støtt kvalitetssporbarhet og tredjepartssertifisering- (CMA/CNAS)

 

2. Gjeldende objekter

Ingots, stenger, plater, rør, smiing, støpegods og presisjonsdeler av titan og titanlegeringer;

 

3. Generell standardgrunnlag

Internasjonalt: ASTM B265/B348, AMS 4928, ISO 5832 (medisinsk bruk)

 

 

1. Obligatoriske testelementer

• Viktige legeringselementer: Ti, Al, V, Mo, Nb, Zr, Sn, etc.
• Viktige urenheter: Fe, Si, C, Cl
• Farlige gassformige elementer: O, N, H

 

2. Vanlige testmetoder

• Optisk emisjonsspektrometri : Rask vurdering ved innkommende inspeksjon, simultan multi-elementanalyse, nøyaktighet på ±0,005 %

ICP-OES/ICP-MS: Høy-kvantitativ analyse, egnet for sporing og ultra-sporelementanalyse

• Inertgassfusjonsmetode: Spesiell for O/N/H-deteksjon, med en deteksjonsgrense så lav som ppm-nivå, kontrollerer risikoen for hydrogensprøhet
• XRF: Ikke-destruktiv og rask screening, egnet for tilfeldig overflateinspeksjon av ferdige produkter

 

3. Nøkkelgrenser (tar Gr5 som eksempel)

Al: 5,5-6,8%; V: 3,5–4,5 %

Fe Mindre enn eller lik 0,30 %; O Mindre enn eller lik 0,20 %; N Mindre enn eller lik 0,05 %; H Mindre enn eller lik 0,015 % (150 ppm)

 

4. Praktiske nøkkelpunkter

• Prøvetaking bør unngå det overflateforurensede laget, og slå av oksidskalaen
• Medisinsk/luftfartskvalitetsmaterialer må rengjøres med ultralyd for å forhindre jernforurensning
• Minst ett sett med parallelle prøver skal tas for hvert varmepartinummer, og ny-inspeksjon er nødvendig hvis dataavviket overskrider toleransen

 

 

1. Rutineartikler

• Strekktest: Strekkfasthet, flytegrense, prosentvis forlengelse etter brudd, reduksjon av areal.
• Hardhet: Vickers HV, Brinell HB, Rockwell HRC, HV10 brukes ofte
• Slagfasthet: Charpy V-hakk, lav/romtemperaturpåvirkning
• Bøye-/skjærtest: Kontroller plastisitet og formbarhet

 

2. Avanserte elementer

• Utmattingsytelse: Høy-syklustretthet, lav-syklustretthet, evaluer levetid
• Bruddfasthet KIC: Sprekkbestandighet
• Høy-temperaturkryping og brudd: viktig for fly-motorer og varme-komponenter

 

3. Praktiske nøkkelpunkter

• Prøvetakingsretning: Langsgående/tverrgående/radial i henhold til standarder
• Unngå verktøymerker, overoppheting og deformasjon under prøvebehandling
• Kalibrer utstyret før testing, og hold omgivelsestemperaturen stabil på 23±5 grader

 

 

1. Testing av innhold

• Kornstørrelse, / faseforhold og morfologi
• Vurdering av Widmanstätten-struktur, kurv-vevstruktur og bimodal struktur
• Inneslutninger, segregering, overopphetet struktur, sprøhetslag

 

2. Standard prosess

• Prøvetaking → Montering → Grovsliping → Finsliping → Mekanisk polering
• Korrosjon: Krolls reagens (2%HF + 6%HNO₃ + 92%H₂O)
• Observasjon med metallografisk mikroskop/SEM, fotografering og gradering

 

3. Nøkkelpunkter for vurdering

• Kornstørrelse Større enn eller lik grad 5 er kvalifisert
• Ingen kontinuerlige korngrenser, ingen unormal segregering, ingen mikrosprekker

 

 

1. Vanlige metoder

• Ultralydtesting: Førstevalget for indre defekter, som blåsehull, inneslutninger, sprekker, med en følsomhet på Φ0,4–0,8 mm flatt-bunnhull
• Penetranttesting: Overflate åpne sprekker, folder
• Eddy Current Testing: Overflate/nær{0}}overflatefeil på ledende materialer
• Radiografisk testing/industriell CT: 3D-avbildning av komplekse strukturer og mikro-porer

 

2. Gjeldende scenarier

• Sprosser/plater/smiing: UT som hovedmetode
• Presisjon/uregelmessige deler: PT + UT
• Luftfart/medisinske deler: 100 % full inspeksjon

 

 

• Saltspraytest: For marine og fuktige miljøer
• Elektrokjemisk test: Polarisasjonskurve, impedansspektrum
• Syre-base nedsenkingstest: Anvendbarhet for arbeidsforhold i kjemisk industri
• Medisinske titanlegeringer: Cytotoksisitet, hemolyse, sensibilisering

 

 

• Dimensjonstoleranse: Koordinatmålemaskin, skyvelære, mikrometer
• Overflateruhet: Ra-verdi, Ra Mindre enn eller lik 0,8μm er vanligvis nødvendig for luftfart/medisinsk bruk
• Overflatefeil: Oksydbelegg, sprekker, verktøymerker, ujevnheter, forurensning

 

 

• Verifikasjon av innkommende materiale: Varmepartinummer, spesifikasjon, kvalitetssertifikat
• Sammensetningsanalyse: Spektrometri og påvisning av gassformige elementer
• Test av mekaniske egenskaper: Strekk og hardhet
• Metallografisk strukturanalyse: Kornstørrelse og fasesammensetning
• Ikke-destruktiv testing: UT/PT i henhold til karakter
• Dimensjons- og overflateinspeksjon: Full varegjennomgang
• Datasammendrag → Utstedelse av testrapport → Kvalifisert for lager / Ukvalifisert for isolasjon

 

 

Hydrogensprøhet: Overdreven H → Kontroller atmosfæren under smelting/varmebehandling strengt, og sørg for H Mindre enn eller lik 150 ppm ved deteksjon

Høyt oksygen- og nitrogeninnhold: Økt styrke og redusert plastisitet → Beskyttelse med vakuum/inert atmosfære

Unormal struktur: Feil varmebehandling → Optimalisere løsning og aldringsprosess

Innvendige defekter: Inneslutninger/porøsitet → Optimalisere smi-/støpeprosessen

 

 

 

Testing og analyse av titanlegeringer er en fullstendig-prosesskvalitetssikring fra råvarer til ferdige produkter. Bedrifter bør etablere et standardisert testsystem, og velge CMA/CNAS-sertifiserte tredjepartsinstitusjoner for gjennomgang av nøkkelkomponenter som en prioritet for å oppnå kontrollerbar kvalitet og sporbart ansvar.

 

Ruihang Group leverer høy-kvalitetsprodukter av titan og ikke-jernholdige metaller med streng kvalitetskontroll. Velkommen til videre samarbeid, kontakt oss gjerne på e-post:Sam.Rui@bjrh-titanium.com