1. ¿Cuál es el principal mecanismo de deformación del titanio puro industrial bajo la acción de cargas estáticas y de guerra?
El principal mecanismo de deformación es el deslizamiento. A medida que avanza la deformación plástica, siguen apareciendo un gran número de bandas deslizantes y los granos y cristales se estiran y distorsionan. Cuando la deformación plástica excede un cierto límite, se produce agrietamiento. Cuando se encuentra bajo un estado de tensión complejo, el deslizamiento por cortante es dominante, es decir, el deslizamiento ocurre principalmente a lo largo de dos conjuntos de planos que están a 45 grados de la fuerza de tracción. A medida que el deslizamiento avanza secuencialmente, las grietas continúan desarrollándose y sus extremos permanecen afilados y con muescas. Los granos cercanos al extremo de la grieta se estiran debido a una deformación severa. Cada grano es como un cristal único restringido por el entorno y se desconectan uno tras otro debido al deslizamiento.
2. ¿Cuáles son las diferencias entre las características de resistencia del titanio bajo carga estática y los materiales de acero comúnmente utilizados en recipientes a presión?
Las características de resistencia del titanio bajo carga estática son diferentes de las del acero comúnmente utilizado en recipientes a presión. No tiene un rendimiento físico obvio, pero produce comportamientos especiales como fluencia en forma de sierra, fenómenos de emisión acústica, termoplasticidad, fluencia en frío, pseudoelasticidad y efectos de memoria de forma.
3. ¿Por qué el titanio puro industrial todavía tiene una alta tenacidad a una temperatura de 196 grados? ¿Cuáles son los factores que afectan su dureza a bajas temperaturas?
La resistencia del titanio puro industrial aumenta a medida que disminuye la temperatura, pero la plasticidad no disminuye mucho y aún tiene buena ductilidad y tenacidad, por lo que es adecuado para su uso como material estructural para recipientes a presión de baja temperatura. La razón por la cual el titanio tiene una alta plasticidad a bajas temperaturas es que su principal método de deformación a bajas temperaturas es la formación de gemelos. Dentro del mismo grado de deformación, a medida que disminuye la temperatura, aumenta la densidad y el número de granos generados en los granos y, al mismo tiempo, cambia la forma de las capas intermedias de los gemelos. A medida que aumenta el grado de deformación, el agregado policristalino crecerá completamente hasta convertirse en cristales, logrará el fortalecimiento de los propios granos y luego comenzará la deformación intergranular.
El principal factor que afecta el rendimiento del titanio a bajas temperaturas es el contenido de elementos intersticiales. El titanio industrial puro con bajo contenido de elementos intersticiales (N, 0, H, C) y hierro tiene una mejor resistencia a la fragilidad en frío. En segundo lugar, el proceso de fabricación de equipos de titanio también tiene un impacto en el rendimiento a baja temperatura. Además del control laxo de las condiciones del proceso y el impacto de las impurezas del gas intruso en el rendimiento, la cantidad de deformación en frío en el estampado también afecta el rendimiento a baja temperatura. Cuando la cantidad de deformación en frío excede un cierto límite, se producirá fragilidad a baja temperatura.
4. ¿Por qué se dice que los materiales de titanio anisotrópico causarán mayores desechos según las pautas de diseño de recipientes a presión de acero isotrópico?
Titanio puro industrial y tipo A.aleaciones de titanioson cristales hexagonales muy compactos a temperatura ambiente, y su red metálica tiene fenómenos de orientación preferidos obvios, lo que da como resultado la anisotropía de los monocristales de titanio. Esta anisotropía se refuerza aún más durante el proceso de laminación de materiales de titanio, de modo que los materiales de titanio laminados tienen una anisotropía evidente. Por lo tanto, los recipientes a presión de titanio tienen mejores beneficios de fortalecimiento bidireccional, es decir, los materiales de titanio están bajo la acción de tensión bidireccional. La resistencia bajo tensión mejora enormemente en comparación con la resistencia unidireccional y tiene un efecto de fortalecimiento bajo cualquier relación de tensión bidireccional. Para el efecto fortalecedor de los recipientes a presión esféricos de titanio, los resultados teóricos y experimentales alcanzan el 50% y el 40% respectivamente. Para un recipiente a presión de titanio simple y redondo, cuando la dirección circunferencial coincide con la dirección de rodamiento de la placa, el valor teórico y el valor experimental del efecto de fortalecimiento alcanzan el 4 2 % y el 3 6 % respectivamente; cuando la dirección circunferencial es perpendicular a la dirección de rodamiento de la placa, el valor teórico y los valores experimentales alcanzaron el 48% y el 37% respectivamente. Por lo tanto, el método de cálculo del espesor de pared de los recipientes a presión de titanio se basa en las regulaciones de GB 150-2011 "Pressure Vessels", que requiere consumir entre un 20% y un 40% más de material de titanio.
5. ¿Por qué la capacidad de carga circunferencial de los tubos de intercambio de calor de titanio laminados es significativamente mayor que la capacidad de carga axial?
Debido a la orientación preferida del titanio puro industrial y del "tipo aleación de titanio", se produce la anisotropía del monocristal de titanio. El grado de esta anisotropía aumenta aún más con el proceso de laminación. En particular, los tubos de titanio laminados suelen ser ortotrópicos, es decir, las direcciones axial, circunferencial y radial son las tres direcciones anisotrópicas del eje principal; y siempre se laminan en una dirección, por lo que los tubos de intercambio de calor de titanio laminados tienen un grado de anisotropía mayor que el de la placa. Según los resultados de las pruebas de carga axial y circunferencial de los tubos de titanio, el límite de elasticidad circunferencial y el límite de resistencia son mayores que la dirección axial, y la diferencia en el límite de elasticidad alcanza el 33%. Por lo tanto, la capacidad de carga circunferencial de los tubos de titanio laminados es significativamente mayor. Más alto que la dirección axial, el límite elástico y la resistencia máxima del tubo de titanio bajo tensión biaxial son significativamente mayores que bajo tensión uniaxial.
