O que é forjamento de titânio
O forjamento de titânio é a moldagem de tarugos, barras ou pré-formas por deformação compressiva a temperatura controlada. O processo refina a estrutura fundida, fecha a porosidade interna e desenvolve a microestrutura forjada que confere aos componentes de titânio sua resistência à fadiga e tenacidade. Os forjados são usados em peças críticas rotativas e de suporte de carga-em equipamentos aeroespaciais, químicos e marítimos, onde peças usinadas-a partir-de barras não conseguem fornecer a integridade necessária.
Principais padrões e especificações
O principal padrão do produto é ASTM B381, que abrange peças forjadas de titânio e ligas de titânio em todos os graus comuns. O fornecimento aeroespacial adiciona especificações AMS: AMS 4928 cobre barras, hastes e peças forjadas de Ti-6Al-4V, AMS 4967 cobre peças forjadas de Ti-6Al-4V e AMS 2380 define a aprovação e controle de estoque de forjamento de liga de titânio. AMS 6931 é o documento aeroespacial para peças forjadas de Ti-6Al-4V. Juntos, esses documentos fixam composição, propriedades mecânicas, amostragem e marcação.
ASTM B381 para peças forjadas de titânio em geral.
AMS 4928 para barras e peças forjadas Ti-6Al-4V.
AMS 4967 para peças forjadas de Ti-6Al-4V.
AMS 2380 para controle de estoque de forjamento.
AMS 6931 para peças forjadas de Ti-6Al-4V em serviço aeroespacial.
Temperatura de Forjamento e Controle Beta Transus
O beta transus é a temperatura acima da qual o material está totalmente na fase beta e é o ponto de controle mais importante no forjamento de titânio. Para Ti-6Al-4V, o transus fica próximo a 995 graus Celsius, e o forjamento é normalmente realizado no campo alfa-beta abaixo desta linha para produzir uma estrutura equiaxial fina. O forjamento beta acima do transus proporciona diferentes tenacidade à fratura e propriedades de fluência e é especificado somente quando o projeto assim o exigir. A uniformidade da temperatura em todo o tarugo é essencial, uma vez que o superaquecimento local produz uma estrutura transformada que não pode ser corrigida por tratamento térmico posterior.
Prevenção de defeitos no forjamento de titânio
O titânio é sensível à contaminação superficial à temperatura de forjamento. A captação de oxigênio e nitrogênio-forma um caso alfa, uma camada dura e quebradiça que deve ser removida por usinagem ou fresamento químico antes que a peça entre em serviço. As matrizes de forjamento, os lubrificantes e as atmosferas de aquecimento são controlados para minimizar a contaminação, e o forjamento acabado é inspecionado quanto a defeitos superficiais, como dobras, dobras e rachaduras.
Inspeção e Teste
Os forjados são verificados por análise química, testes de tração e inspeção ultrassônica de acordo com as especificações vigentes. As verificações de dureza, microestrutura e dimensões confirmam que o forjado atende à classe solicitada. A rastreabilidade é mantida desde o calor do lingote até o componente acabado, e o certificado de teste do moinho registra todos os resultados.
Perguntas frequentes
P: Qual é o principal padrão para peças forjadas de titânio?
R: ASTM B381 cobre peças forjadas de titânio e ligas de titânio, enquanto os compradores aeroespaciais geralmente invocam as especificações AMS sobre ela.
P: O que é beta transus?
R: O beta transus é a temperatura acima da qual o titânio está totalmente na fase beta e controla se o forjamento produz uma estrutura equiaxial ou transformada.
P: Por que o controle da temperatura de forjamento é crítico?
R: O forjamento acima da faixa pretendida cria uma microestrutura transformada e contaminação superficial que não pode ser corrigida por tratamento térmico posterior.
P: O que é caso alfa?
R: A caixa Alpha é uma camada superficial dura e quebradiça formada pela captação de oxigênio e nitrogênio-em alta temperatura e deve ser removida antes do serviço.
P: Quais documentos da AMS se aplicam às peças forjadas de Ti-6Al-4V?
R: AMS 4928 cobre barras e peças forjadas, AMS 4967 cobre peças forjadas e AMS 2380 controla a aprovação de estoque de forjamento.
P: Como as peças forjadas de titânio são inspecionadas?
R: Por análise química, testes de tração, inspeção ultrassônica e verificações dimensionais, com total rastreabilidade ao calor do lingote.
