L'alliage de titane présente les avantages d'une faible densité (environ 4,5), d'un point de fusion élevé (environ 1 600 degrés), d'une bonne plasticité, d'une résistance spécifique élevée, d'une forte résistance à la corrosion et de la capacité de fonctionner longtemps à haute température (actuellement, un alliage de titane résistant à la chaleur - a été utilisé à 500 degrés). Par conséquent, il est de plus en plus utilisé comme élément porteur important-des avions et des moteurs d'avion.
Les alliages de titane représentent déjà environ 30 % du poids des avions étrangers modernes, ce qui démontre le vaste potentiel de leur application dans l'industrie aéronautique. Cependant, les alliages de titane présentent également des inconvénients, tels qu'une résistance élevée à la déformation, une mauvaise conductivité thermique, une sensibilité élevée aux entailles (environ 1,5) et des changements microstructuraux importants qui affectent les propriétés mécaniques. Cela complique la fusion, le forgeage et le traitement thermique.
Par conséquent, en utilisant des techniques de contrôle non destructifs pour garantir la qualité métallurgique et de traitement despièces forgées en alliage de titaneproduits est une question cruciale. Ce qui suit décrit les défauts courants détectés lors de la détection des défauts des pièces forgées en titane couramment utilisées, telles que les cubes et les anneaux en titane :
1. Défauts de ségrégation
Outre la ségrégation bêta, les taches bêta, la ségrégation riche en titane- et la ségrégation alpha rayée, la plus dangereuse est la ségrégation alpha interstitielle stable (ségrégation alpha de type I). Celui-ci est souvent entouré de petits pores et de fissures, contient des gaz tels que l'oxygène et l'azote et est très fragile. Il existe également une ségrégation alpha stable riche en aluminium - (ségrégation alpha de type II), qui constitue également un défaut dangereux en raison de ses fissures et de sa fragilité.
2. Inclusions
Il s'agit pour la plupart d'inclusions métalliques à haut-point de fusion-et à haute-densité. Ils se forment lorsque des éléments à haut-point de fusion-haute-densité dans l'alliage de titane restent dans la matrice (comme les inclusions de molybdène) après n'avoir pas complètement fondu. Ils peuvent également former des inclusions à haute densité, telles que des inclusions de tungstène, à partir de copeaux d'outils en carbure mélangés à des matières premières de fusion (en particulier des matériaux recyclés) ou à partir de processus de soudage à l'électrode inappropriés (les alliages de titane sont généralement fondus par refusion par électrode consommable sous vide), comme le soudage à l'arc en tungstène.
De plus, il existe également des inclusions de titane. La présence d'inclusions peut facilement conduire à l'apparition et à l'expansion de fissures, de sorte qu'elles ne sont pas autorisées à exister (par exemple, le document de l'Union soviétique de 1977 stipulait que les inclusions à haute densité -d'un diamètre de 0,3 à 0,5 mm doivent être enregistrées lors de l'inspection aux rayons X-des alliages de titane).
3. Retrait résiduel
4. Les vides Les vides n'existent pas nécessairement isolément ; ils peuvent également être présents en grappes. Ceux-ci peuvent accélérer la croissance des fissures de fatigue à faible cycle-et provoquer une rupture prématurée par fatigue.
5. Fissures
Il s'agit principalement de fissures de forgeage. Les alliages de titane ont une viscosité élevée, une faible fluidité et une mauvaise conductivité thermique. Par conséquent, pendant le processus de forgeage, un frottement de surface élevé, une non-uniformité importante de la déformation interne et de grandes différences de température entre l'intérieur et l'extérieur de la pièce forgée créent facilement des bandes de cisaillement (lignes de contrainte) à l'intérieur de la pièce forgée. Dans les cas graves, ces fissures se développent généralement dans la direction de la contrainte de déformation maximale.
6. Surchauffe
Les alliages de titane ont une mauvaise conductivité thermique. Lors du travail à chaud, outre la surchauffe du forgeage ou des matières premières due à un chauffage inapproprié, les effets thermiques de la déformation lors du forgeage peuvent également facilement provoquer une surchauffe, entraînant des changements microstructuraux et la formation d'une structure de Widmanstätten surchauffée.
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