1. Koks yra pagrindinis pramoninio gryno titano deformacijos mechanizmas veikiant statinėms ir karo apkrovoms?
Pagrindinis deformacijos mechanizmas yra slydimas. Vykstant plastinei deformacijai ir toliau atsiranda daug slydimo juostų, o grūdeliai ir kristalai ištempiami ir iškraipomi. Kai plastinė deformacija viršija tam tikrą ribą, atsiranda įtrūkimai. Esant sudėtingai įtempių būsenai, vyrauja šlyties slydimas, tai yra, slydimas daugiausia vyksta išilgai dviejų plokštumų, kurios yra 45 laipsnių kampu tempimo jėgos atžvilgiu. Kai slydimas vyksta nuosekliai, įtrūkimai ir toliau vystosi, o jų galai išlieka aštrūs ir įpjauti. Grūdeliai, esantys arti įtrūkimo galo, yra ištempti dėl didelės deformacijos. Kiekvienas grūdelis yra tarsi vienas kristalas, kurį riboja aplinka, ir jie vienas po kito atsijungia dėl paslydimo.
2. Kuo skiriasi titano stiprumo charakteristikos veikiant statinei apkrovai ir plieninių medžiagų, dažniausiai naudojamų slėginiuose induose?
Titano stiprumo charakteristikos veikiant statinei apkrovai skiriasi nuo plieno, paprastai naudojamo slėginiuose induose. Jis neturi akivaizdaus fizinio derlingumo, tačiau sukuria ypatingą elgesį, pvz., pjūklą, akustinės emisijos reiškinius, termoplastiškumą, šalčio šliaužimą, pseudoelastingumą ir formos atminties efektus.
3. Kodėl pramoninis grynas titanas vis dar pasižymi dideliu kietumu 196 laipsnių temperatūroje? Kokie veiksniai turi įtakos jo atsparumui žemoje temperatūroje?
Pramoninio gryno titano stiprumas didėja mažėjant temperatūrai, tačiau plastiškumas nelabai mažėja, be to, jis vis dar pasižymi geru lankstumu ir kietumu, todėl tinkamas naudoti kaip konstrukcinė medžiaga žemos temperatūros slėginiams indams. Priežastis, kodėl titanas pasižymi dideliu plastiškumu žemoje temperatūroje, yra ta, kad pagrindinis jo deformacijos būdas žemoje temperatūroje yra dvynių susidarymas. Esant tokiam pačiam deformacijos laipsniui, mažėjant temperatūrai, didėja grūduose susidarančių grūdelių tankis ir skaičius, o tuo pačiu kinta dvynių tarpsluoksnio forma. Didėjant deformacijos laipsniui, polikristalinis užpildas visiškai išaugs į kristalus, sustiprės patys grūdeliai ir prasidės tarpkristalinė deformacija.
Pagrindinis veiksnys, turintis įtakos titano veikimui žemoje temperatūroje, yra intersticinių elementų kiekis. Pramoninis grynas titanas su mažais intersticiniais elementais (N, 0, H, C) ir geležies kiekiu pasižymi geresniu atsparumu šalčiui. Antra, titano įrangos gamybos procesas taip pat turi įtakos veikimui žemoje temperatūroje. Be atsainaus proceso sąlygų valdymo ir įsiskverbusių dujų priemaišų poveikio veikimui, šaltos deformacijos štampavimo metu taip pat turi įtakos veikimui žemoje temperatūroje. Kai šaltos deformacijos kiekis viršija tam tikrą ribą, atsiranda žemos temperatūros trapumas.
4. Kodėl sakoma, kad anizotropinės titano medžiagos sukels daugiau atliekų pagal izotropinio plieno slėginių indų projektavimo gaires?
Pramoninis grynas titanas ir A tipotitano lydiniaiyra šešiakampiai, sandariai supakuoti kristalai kambario temperatūroje, o jų metalinės grotelės turi akivaizdžius pageidaujamos orientacijos reiškinius, dėl kurių atsiranda titano pavienių kristalų anizotropija. Ši anizotropija dar labiau sustiprinama titano medžiagų valcavimo procese, todėl valcuotos titano medžiagos turi akivaizdžią anizotropiją. Todėl titano slėginiai indai turi geresnę dvikrypčio stiprinimo naudą, ty titano medžiagas veikia dvikryptis įtempis. Stiprumas veikiant įtempiams yra žymiai pagerintas, palyginti su vienpusiu stiprumu, ir jis turi stiprinamąjį poveikį esant bet kokiam dvipusio įtempio santykiui. Dėl sferinių titano slėginių indų stiprinamojo poveikio teoriniai ir eksperimentiniai rezultatai siekia atitinkamai 50% ir 40%. Apvaliam paprastam titano slėginiam indui, kai apskritimo kryptis sutampa su plokštės riedėjimo kryptimi, teorinė ir eksperimentinė stiprinimo efekto vertė pasiekia atitinkamai 4 2 % ir 3 6 %; kai apskritimo kryptis yra statmena plokštės riedėjimo krypčiai, teorinė vertė ir eksperimentinės vertės pasiekė atitinkamai 48% ir 37%. Todėl titano slėginių indų sienelės storio skaičiavimo metodas pagrįstas GB 150-2011 „Slėginių indų“ nuostatomis, pagal kurias reikia sunaudoti 20–40 % daugiau titano medžiagos.
5. Kodėl valcuotų titano šilumos mainų vamzdžių periferinė laikomoji galia yra žymiai didesnė už ašinę laikomąją galią?
Dėl pageidaujamos pramoninio gryno titano ir „titano lydinio tipo“ orientacijos atsiranda titano monokristalo anizotropija. Šios anizotropijos laipsnis dar labiau padidėja valcavimo procesu. Visų pirma, valcuoti titano vamzdžiai paprastai yra ortotropiniai, tai yra, ašinė, periferinė ir radialinė kryptys yra trys anizotropinės pagrindinės ašies kryptys; ir jie visada yra valcuoti viena kryptimi, todėl valcuoti titano šilumos mainų vamzdžiai yra Anizotropijos laipsnis yra didesnis nei plokštės. Remiantis titano vamzdžių ašinės ir periferinės apkrovos bandymų rezultatais, periferinė takumo riba ir stiprumo riba yra didesnės nei ašinės krypties, o takumo ribos skirtumas siekia 33%. Todėl valcuotų titano vamzdžių periferinė apkrova yra žymiai didesnė. Didesnė nei ašinė kryptis, titano vamzdžio takumo riba ir didžiausias stipris, veikiant dviašiam įtempimui, yra žymiai didesnis nei esant vienaašiam įtempiui.
