Devido a uma série de vantagens como alta resistência específica, boa resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas, as ligas de titânio têm sido amplamente utilizadas nas indústrias aeroespacial, naval e química.
O titânio puro industrial é um tipo de material de estrutura metálica com alta resistência específica e boa resistência à corrosão, possui alta plasticidade de processo e é capaz de grande deformação mesmo sob condições de deformação a frio. Nos últimos anos, as folhas de titânio puro têm sido utilizadas em uma gama cada vez mais ampla de aplicações, como trocadores de calor de placas, placas corrugadas para aplicações na indústria de eletrólise e painéis de parede cortina de titânio.
A conformação por prensagem a frio é um método de conformação importante para folhas. Por exemplo, as folhas do trocador de calor de placas de titânio TA1 são geralmente formadas por estampagem a frio e a tira deve ter boas propriedades de expansão. A folha de titânio puro tem as seguintes desvantagens no processo de estampagem e conformação: (1) grande rebote, a resistência à flexão do titânio é relativamente alta, o módulo de elasticidade é pequeno, então a deformação elástica é alta e o rebote após a conformação é grande; (2) a anisotropia plástica é grande, devido ao fato de que as tiras e folhas de liga de titânio são laminadas pelo método de tira, e não é possível alterar a direção da tira no processo de produção de tiras, então as tiras e folhas geralmente apresentam fenômeno de anisotropia de propriedade mecânica significativa, especialmente a plasticidade. A anisotropia afetará significativamente a formação da prensa e geralmente a plasticidade transversal é menor que a direção longitudinal, levando à trinca da prensa.
Neste artigo, a liga de titânio TA1 é tomada como material de teste, fatiada no processo de produção de tiras e depois laminada para estudar o efeito da laminação cruzada na organização e nas propriedades da folha de liga de titânio TA1.
1 Materiais e métodos de teste
Neste artigo, a liga de titânio TA1 como material de teste, sua composição é mostrada na Tabela 1. A esponja de titânio é usada para preparar o lingote de liga de titânio TA1 por fusão por autoconsumo a vácuo e, em seguida, forjada em uma placa com espessura de 155 mm, e então transformada em uma placa fina por laminação a quente e, finalmente, laminada a frio a placa fina em uma folha com uma espessura de 0,1 mm. No processo de laminação a frio de placas finas, são utilizados dois métodos de laminação: um é a laminação comum, ou seja, laminação pelo método de tiras, que não é possível alterar a direção da laminação cruzada; a outra é a laminação cruzada, ou seja, cortar uma porção da amostra em flocos, mudar a direção da laminação (girando 90 graus) durante o processo de laminação subsequente e, em seguida, lavá-la novamente na direção original até o produto final. Após a laminação, as folhas utilizando laminação normal e laminação transversal foram recozidas em um forno de recozimento a vácuo a 680, 700 e 720 graus por 1 h, respectivamente.
Depois de completar o recozimento, um microscópio óptico foi usado para observar a microestrutura das folhas de teste, e uma máquina de tração foi usada para testar as propriedades mecânicas da temperatura ambiente das folhas de teste. O teste de tração foi realizado de acordo com o padrão GB/T 228.1-2010.
Conclusão
(1) A microestrutura das amostras de liga de titânio TAl recozidas por laminação cruzada e laminação normal consistia ambas em grãos equiaxiais; comparando os dois métodos de laminação, verifica-se que o tamanho dos grãos é menor e a organização é mais homogênea após a laminação cruzada.
(2) À medida que a temperatura de recozimento aumenta, a resistência do material diminui gradualmente e a plasticidade aumenta gradualmente.
(3) Após a laminação cruzada, a resistência da amostra diminui e a plasticidade aumenta, e o grau de anisotropia de resistência e plasticidade diminui significativamente; ao mesmo tempo, a relação de resistência à flexão transversal diminui significativamente.
(4) O tamanho do grão e o limite de escoamento seguem a relação Hall-Petch. Após a rolagem cruzada, os valores de σ0 são significativamente mais baixos e os valores de K são todos positivos; após a rolagem normal, os valores de σ0 são mais altos e os valores de K são todos negativos.
