Titanijumska legura poznata je kao "svemirski metal" ili "okeanski metal" jer kombinuje snagu čelika sa lakoćom aluminijuma i dobro se ponaša u ekstremnoj koroziji i okruženjima visokih temperatura. Međutim, ove odlične performanse također predstavljaju značajne izazove u strojnoj obradi.Titanijumska legura je inherentno "tvrdoglava": ima visoku otpornost na deformacije, poput tvrdog "tvrdoglavog kamena"; Ima slabu toplotnu provodljivost, a toplotu se lako sakuplja lokalno, što dovodi do pregrijavanja; Izuzetno je aktivan na visokim temperaturama i reagira s kisikom, dušikom itd. u zraku poput gladnog vuka, stvarajući krhak i tvrd površinski sloj. Stoga ga ne možemo tretirati kao običan kovani čelik. Kovanje, drevna i inteligentna tehnologija, nije jednostavno oblikovanje titanijumskih legura, već više kao pažljivo planiran proces "pripitomljavanja". Njegova osnovna svrha je da razbije svoju grubu originalnu livenu strukturu kroz visoku temperaturu i pritisak, i transformiše njenu unutrašnju strukturu u ujednačena, gusta i fina zrna, tako da u potpunosti stimuliše potencijal legure titanijuma - visoka čvrstoća, visoka žilavost, otpornost na zamor - potpuno stimuliše.
Kovanje titanijumske legure nikako nije sposobno za grubu silu, počinje pažljivom pripremom i preciznim predviđanjem. Prvo, grijanje je kritičan korak. Titanijumske legure imaju veoma uzak temperaturni prozor kovanja, obično između 850 stepeni i 950 stepeni (za različite klase). Ako je temperatura preniska, materijal se teško deformiše i lako puca; Ako je temperatura previsoka, zrna će brzo rasti ili će se čak otopiti previše vruće, što će rezultirati otpadom proizvoda. Ovaj temperaturni raspon je strogo kontroliran i mora biti "taman kako treba". Proces grijanja se obično izvodi u električnoj ili plinskoj peći, gdje atmosfera mora ostati neutralna ili blago oksidirana, a ponekad je potrebna čak i zaštita od argona kako bi se udisanje štetnih plinova svelo na minimum. Osim toga, priprema površine gredice prije kovanja je ključna, jer se sve manje pukotine ili defekti mogu povećati nakon kovanja, što zahtijeva pažljivo čišćenje. Može se reći da su prije nego što je legura titanijuma poslata u kovani čekić, inženjeri već isplanirali čitav put "transformacije" za nju kroz termodinamičke proračune i dizajn procesa.
Kada se gredica od legure titanijuma zagrijana na toplotu izvadi, počinje "vruća obrada" u trci s vremenom. Proces kovanja se obično dijeli na više požara (tj. grijanje-kovanje-ciklusi ponovnog zagrijavanja). Prvi je "zatvaranje", odnosno korištenje ogromnog pritiska da se preliminarno razbije labava i krupno zrnasta struktura u ingotu. Nakon toga slijedi "višesmjerno kovanje", što je suština kovanja titanijuma. Zanatlija ili manipulator treba stalno mijenjati smjer sile na gredicu i više puta uznemiravati i produžavati. Ovaj proces je poput gnječenja, kroz višesmjernu plastičnu deformaciju, unutrašnja zrna su u potpunosti slomljena, uvijena i reorganizirana, što rezultira finom i ujednačenom izoaksijalnom kristalnom strukturom. Ovo ne samo da značajno poboljšava uniformnost materijala, već i uvelike poboljšava njegova sveobuhvatna mehanička svojstva. Tokom čitavog procesa deformacije, količina deformacije, brzina deformacije i konačna temperatura kovanja se kontrolišu izuzetno strogo. Konačna temperatura kovanja ne bi trebala biti preniska, inače će dovesti do stvrdnjavanja ili čak pucanja. Moderno kovanje uglavnom koristi hidraulične prese ili preše za brzo kovanje, koje mogu da obezbede glatki i ogromni pritisak za postizanje "nežnog i čvrstog" oblikovanja titanijumskih legura.
Prema obliku i zahtjevima konačnog proizvoda, kovanje titanijumske legure se uglavnom dijeli na dva puta: slobodno kovanje i kovanje u kalupu. Slobodno kovanje, kao što mu ime govori, je plastično oblikovanje gredica lokalno ili u cjelini jednostavnim alatima (kao što su ravni nakovnji, profilni nakovnji). Veoma je fleksibilan i pogodan za proizvodnju velikih, relativno jednostavnih otkovaka, kao što su diskovi i osovine za avio-motore, ili za kućišta otporna na pritisak{2}}na brodove. Slobodno kovanje pruža bolju sigurnost dubokog kvaliteta otkovaka, ali ima ograničenu točnost dimenzija i složenost oblika. Kovanje pomoću kalupa uključuje stavljanje zagrijane gredice u unaprijed -proizvedenu preciznu šupljinu kalupa i punjenje pritiskom kako bi se popunila šupljina kalupa. Ovom metodom se u jednom trenutku mogu formirati delovi složenih oblika i preciznih dimenzija, kao što su stajni trap aviona, lopatice, itd. Kovanje u kalupu ima mali dodatak za obradu i visoku iskorišćenost materijala, ali je cena kalupa visoka, a zahtevi za parametre procesa kovanja su zahtevniji. Koji put odabrati je umjetnost kompromisa-između performansi proizvoda, troškova proizvodnje i proizvodnih ciklusa.
Kraj kovanja nije kraj čitavog procesa. Dijelovi od titana koji su upravo iskovani imaju ogromna zaostala naprezanja i neujednačenu strukturu iznutra, koja mora biti "toplinski obrađena" da bi se stabilizirala i optimizirala. Kroz različite procese kao što su žarenje i starenje rastvora, njegova mikrostruktura se može prilagoditi, unutrašnja naprezanja se mogu eliminisati, a performanse materijala mogu se postići u optimalnom i stabilnom stanju. Nakon ove serije "kaljenja" i "testova na vatru", legure titanijuma su konačno ponovo rođene kao vrhunski- materijali koji mogu izdržati 10.000 metara dubokog-pritiska mora, odolijevati visoko-strujanjima zraka tokom nadzvučnog leta ili bezbedno služiti u ljudskom tijelu decenijama. Gledajući unaprijed, tehnologija kovanja od legure titana razvija se u smjeru veće preciznosti i inteligencije. Izotermno kovanje, skoro{10}}oblikovanje i druge tehnologije mogu proizvesti izuzetno složene oblike bez gotovo nikakve naknadne obrade na konstantnijoj temperaturi i nižoj otpornosti na deformaciju. Istovremeno, tehnologija kompjuterske simulacije se široko koristi za predviđanje protoka metala, promjena temperature i evolucije tkiva tokom procesa kovanja, tako da je ovo „pripitomljavanje“ putovanje od početka na pravom putu. Može se reći da je svako uspješno kovanje legure titanijuma savršen dijalog između ljudske inteligencije i materijalne prirode.
