在此背景下,高温箱式电阻炉的主要应用是在机械变形前立即对TiBw/TA15复合棒料进行热处理。具体来说,它用于已封装棒料的预烧结和均热处理,通常将其加热到约1423 K。
核心见解 该炉作为热量均衡器,将棒料的温度升高到其β相转变点以上。这一关键步骤最大限度地降低了材料的变形阻力,将坚硬的复合材料转化为能够承受热挤压的强烈剪切力的柔韧状态。
热处理的力学原理
实现热均匀性
箱式电阻炉为复合棒料的均热提供了稳定的环境。
均热不仅仅是加热;它是将材料保持在特定温度,直到消除热梯度。
这样可以确保棒料的核心达到与表面相同的温度,从而防止加工过程中产生内部应力裂纹。
降低变形阻力
此加热阶段的主要目标是为材料的物理形状改变做准备。
通过将TiBw/TA15复合材料加热到1423 K,炉子显著降低了材料的流动应力。
这种阻力的降低使得棒料能够流过挤压模具,而不会破裂或导致机器停机。
目标是β相
选择1423 K的特定温度是为了将钛基体推到其β相转变点以上。
在β相中,钛合金的晶体结构发生变化,变得更加延展。
这种相变对于在挤压流动过程中容纳较软基体内的硬质TiB晶须(增强体)至关重要。

区分设备作用
预热与致密化
区分箱式电阻炉与真空热压烧结炉的作用至关重要。
真空炉(在补充数据中提到)在生命周期的早期用于通过化学反应和压力(例如,1473 K,25 MPa)来制造复合材料。
相比之下,箱式电阻炉不产生增强相或施加压力;它仅仅是用于已致密化棒料的热处理工具。
气氛和压力差异
真空炉在高真空($10^{-2}$ Pa)下运行,以防止在长时间烧结过程中发生氧化。
此处描述的箱式电阻炉专注于加热已封装的棒料。
由于棒料已封装,因此炉子不一定需要初始烧结阶段使用的高真空环境。
优化挤压工作流程
为确保最高质量的TiBw/TA15型材,您必须根据您的加工阶段应用正确的热处理。
- 如果您的主要重点是降低挤压力:确保箱式电阻炉在1423 K下保持棒料足够长的时间,以使基体完全转变为β相。
- 如果您的主要重点是防止表面缺陷:验证“均热”时间是否足以消除棒料表皮和核心之间的任何温差。
- 如果您的主要重点是材料合成:不要依赖箱式炉;利用真空热压促进原位反应和致密化。
适当的热均热将复合材料从脆性固体转化为可加工材料,是成功热挤压的关键途径。
摘要表:
| 工艺特征 | 规格/细节 | 在TiBw/TA15挤压中的作用 |
|---|---|---|
| 目标温度 | 1423 K | 将基体转变为β相以获得高延展性 |
| 主要功能 | 热均热 | 确保热均匀性并消除内部梯度 |
| 材料效应 | 流动应力降低 | 降低变形阻力以防止开裂 |
| 相变 | β转变点 | 转变晶体结构以容纳TiB晶须 |
| 设备作用 | 预挤压处理 | 制备已致密的棒料以进行机械变形 |
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