Nel processo di forgiatura delle leghe di titanio, le caratteristiche della struttura originale della billetta, compresa la composizione chimica, la distribuzione delle impurità, la selezione dei parametri di trattamento termico e le successive procedure di trattamento termico, influenzano in modo significativo la microstruttura finale e le proprietà meccaniche dei pezzi forgiati.
La scelta della temperatura di laminazione rappresenta un fattore determinante. Le temperature di laminazione ottimali, garantendo una sostanziale deformazione della billetta durante la forgiatura, mitigano efficacemente gli effetti negativi sulla struttura originale. Tuttavia, il raggiungimento di tassi di deformazione così elevati pone sfide in ambito industriale. Man mano che i tassi di deformazione diminuiscono, gli impatti dannosi della struttura originale diventano più pronunciati, ponendo una potenziale minaccia alla qualità della forgiatura.
Per i lingotti di titanio e leghe di titanio, la struttura originale spesso presenta grani grossi e una plasticità di processo limitata. Il processo di riscaldamento pre-della forgiatura diventa cruciale per migliorare questa condizione. Il riscaldamento del lingotto al di sopra del punto di trasformazione e il completamento della deformazione primaria nella fase si sono rivelati efficaci. Nella fase, la resistenza alla deformazione del materiale diminuisce significativamente mentre la plasticità aumenta drasticamente, consentendo una frammentazione più completa della struttura fusa, migliorando così l’efficienza produttiva e riducendo il consumo energetico.
Ulteriori ricerche e pratiche dimostrano che quando la deformazione totale del lingotto raggiunge il 70-80%, si verifica una trasformazione significativa nella microstruttura interna del pezzo forgiato. I grani grossolani vengono raffinati, formando una struttura fibrosa uniforme e fine. Questa transizione non solo migliora la resistenza alla trazione del materiale, ma ne migliora anche significativamente la duttilità, rendendo la forgiatura più resistente e durevole quando sottoposta a forze esterne.
Inoltre, la scelta della temperatura di laminazione deve considerare la composizione specifica e il contenuto di impurità del materiale. Diverse composizioni delle leghe di titanio e livelli di impurità hanno effetti diversi sulla selezione della temperatura di laminazione e sull'evoluzione strutturale durante la forgiatura. Pertanto, le operazioni pratiche richiedono la formulazione di specifiche razionali della temperatura di laminazione e di parametri del processo di forgiatura adattati al materiale specifico della lega di titanio per garantire qualità e prestazioni di forgiatura ottimali.
In conclusione, la temperatura di laminazione esercita una profonda influenza sulla microstruttura e sulle proprietà dei pezzi forgiati del titanio. Il controllo rigoroso della temperatura di laminazione, l'ottimizzazione della struttura originale della billetta e la definizione di parametri razionali del processo di forgiatura e di procedure di trattamento termico sono essenziali per garantire la massima qualità della forgiatura.
