نورد مقاطع تیتانیوم

نَوَرد مقاطع ( به انگلیسی: Caliber Rolling ) یک فرایند شکل دهی فلز است که قطعه فلزی از میان یک جفت غلتک برای خم شدن یا تغییر شکل به پروفیل دلخواه با سطح مقطع ثابت عبور داده می شود. شکل های ساختمانی که توسط این فرایند تولید می شوند شامل پروفیل I شکل، U شکل، T شکل و H شکل هستند. پروفیل های گرد و مربعی توخالی، میلگردها و ریل های خط راه آهن نیز توسط فرایند نورد مقاطع تولید می شوند. فرایند نورد مقاطع از نورد تخت پیچیده تر است. با این حال بیشتر اصولی که در فرایند نورد تخت مورد توجه قرار می گیرد در این فرایند نیز باید رعایت شود. [ ۱]
در ادامه، تکامل میکروساختاری و خواص مکانیکی تیتانیوم خالص تجاری بعد از فرایند اکستروژن در کانال زاویه دار ( ECAP ) و فرایند نورد مقاطع گرم ( WCR ) به طور خلاصه مورد بررسی قرار می گیرد. فرایند ECAP برای بالابردن سختی و استحکام نمونه از طریق کاهش سایز دانه و تشکیل میکروساختارِ UFG بر آن اعمال می شود. فرایند WCR اعمال می شود تا سطح مقطع نمونه های ECAP شده را کاهش و داکتلیتهٔ آن ها را افزایش دهد. نتایج نشان می دهد که WCR نرخ کارسختی را از طریق افزایش اندازهٔ دانه کاهش می دهد و همچنین چکش خواری و کارپذیری را افزایش می دهد، این در حالی است که استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی را کاهش می دهد. [ ۲]
آلیاژهای تیتانیم به دلیل دارا بودن ترکیب مناسبی از مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی های مکانیکی، کاندیداهای مناسبی برای سلامت و درمان های پزشکی به شمار می روند. به دلیل ماهیت سمی که بسیاری از عناصر پایدارکننده در آلیاژ سازی همانند آلومینیم و وانادیم در آلیاژهای دیگر تیتانیوم از خود بروز می دهند، تیتانیوم خالص تجاری برای این کاربردها توجه شایانی را به خود جلب کرده است. با این حال، ویژگی های مکانیکی تیتانیوم خالص تجاری به اندازهٔ آلیاژهای تیتانیوم که این مواد سمی را دارا هستند، زیاد نیست. محققین، فرایندهای مختلف را مورد بررسی قرار می دهند تا استحکام تیتانیوم را بدون آلیاژ کردن آن با عناصر ناسازگار، افزایش دهند. یکی از فرایندهای موفق اعمال شده، قفل کردن نابجایی ها بوسیلهٔ مرزدانه ها با جوانه زنی دوباره از طریق تغییر شکل پلاستیک شدید ( SPD ) است. از میان بسیاری از فلزات دیگر، تیتانیوم خالص تجاری به دلیل خواص مکانیکی استثنایی و میکروساختارهای بسیار ریز و نانویی از روش های SPD تهیه می شود. فرایند ECAP، در میان معمول ترین روش های SPD است که از دو کانال متقاطع با سطح مقطع یکسان تشکیل شده است. تحقیقات اخیر، تأثیر اندازهٔ نمونه را در فرایند اصلاح ساختار در ECAP بیان می کند.