이 맥락에서 고온 박스 저항로의 주요 적용 분야는 기계적 변형 직전에 TiBw/TA15 복합 빌렛을 열처리하는 것입니다. 특히, 캡슐화된 빌렛의 소결 전 및 담금질 처리에 사용되며, 일반적으로 약 1423K까지 가열합니다.
핵심 통찰 이 로는 빌렛의 온도를 베타상 전이점 이상으로 올리는 열 균등화기 역할을 합니다. 이 중요한 단계는 재료의 변형 저항을 최소화하여 단단한 복합재를 열간 압출의 강한 전단력을 견딜 수 있는 유연한 상태로 변환합니다.
열처리 메커니즘
열 균질성 달성
박스 저항로는 복합 빌렛을 담금질하기 위한 안정적인 환경을 제공합니다.
담금질은 단순히 가열하는 것이 아니라, 열 구배가 제거될 때까지 특정 온도에서 재료를 유지하는 과정입니다.
이를 통해 빌렛의 중심이 표면과 동일한 온도에 도달하도록 하여 가공 중 내부 응력 균열을 방지합니다.
변형 저항 감소
이 가열 단계의 주요 목표는 재료를 물리적 형상 변경에 대비시키는 것입니다.
TiBw/TA15 복합재를 1423K로 가열함으로써, 이 로는 재료의 유동 응력을 크게 낮춥니다.
이 저항 감소는 빌렛이 균열이나 기계 정지 없이 압출 다이를 통과할 수 있도록 합니다.
베타상 타겟팅
1423K의 특정 온도는 티타늄 매트릭스를 베타상 전이점 이상으로 올리기 위해 선택됩니다.
베타상에서는 티타늄 합금의 결정 구조가 변하여 훨씬 더 연성이 높아집니다.
이러한 상 변환은 압출 유동 중에 단단한 TiB 휘스커(보강재)를 부드러운 매트릭스 내에 수용하는 데 필수적입니다.
장비 역할 구분
예열 대 통합
박스 저항로의 역할과 진공 열간 압축 소결로의 역할을 구분하는 것이 중요합니다.
진공로는 (보충 데이터에 언급됨) 화학 반응 및 압력을 통해 복합재를 생성하기 위해 수명 주기 초기에 사용됩니다 (예: 1473K, 25MPa).
대조적으로, 박스 저항로는 보강상을 생성하거나 압력을 가하지 않습니다. 이미 통합된 빌렛을 위한 순수한 열처리 도구입니다.
대기 및 압력 차이
진공로는 긴 소결 과정 중 산화를 방지하기 위해 고진공($10^{-2}$ Pa)에서 작동합니다.
여기서 설명하는 박스 저항로는 캡슐화된 빌렛 가열에 중점을 둡니다.
빌렛이 캡슐화되어 있기 때문에, 이 로는 초기 소결 단계 중에 사용되는 고진공 환경이 반드시 필요하지는 않습니다.
압출 워크플로우 최적화
최고 품질의 TiBw/TA15 프로파일을 보장하려면, 처리 단계에 따라 올바른 열처리를 적용해야 합니다.
- 압출력 감소가 주요 초점이라면: 박스 저항로가 빌렛을 1423K에서 충분히 유지하여 매트릭스가 베타상으로 완전히 전환되도록 하십시오.
- 표면 결함 방지가 주요 초점이라면: "담금질" 기간이 빌렛 표면과 중심 간의 온도 차이를 제거하기에 충분한지 확인하십시오.
- 재료 합성이 주요 초점이라면: 박스 로에 의존하지 마십시오. 진공 열간 압축을 사용하여 현장 반응 및 밀집화를 촉진하십시오.
적절한 열 담금질은 복합재를 취약한 고체에서 작업 가능한 재료로 변환하여 성공적인 열간 압출의 필수 관문 역할을 합니다.
요약 표:
| 공정 특징 | 사양 / 세부 정보 | TiBw/TA15 압출에서의 역할 |
|---|---|---|
| 목표 온도 | 1423 K | 높은 연성을 위해 매트릭스를 베타상으로 전환 |
| 주요 기능 | 열 담금질 | 열 균질성 보장 및 내부 구배 제거 |
| 재료 효과 | 유동 응력 감소 | 균열 방지를 위해 변형 저항 감소 |
| 상 전이 | 베타 전이점 | TiB 휘스커를 수용하기 위해 결정 구조 변환 |
| 장비 역할 | 압출 전 컨디셔닝 | 통합된 빌렛을 기계적 변형에 대비 |
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