Titāna sakausējuma superplastiskais veidošanas process un pielietojums
Titāna sakausējumam ir nogurumizturības priekšrocības, augsta īpatnējā izturība, izturība pret koroziju un augstas temperatūras izturība, noteiktas formas atmiņas veiktspēja, izcilas mehāniskās īpašības, stabilas ķīmiskās īpašības utt., un to arvien vairāk un plašāk izmanto kosmiskajā aviācijā, ķīmiskajā un ķīmiskajā laukā. Tomēr titāna sakausējumiem ir arī trūkumi, piemēram, zems elastīgais modulis, liela noturība pret aukstumu deformācijas, augstas ražas attiecība, zema plastiskums, nopietna atsitiens un slikta aukstā darba veiktspēja, kas padara to viegli ražot atsitiena un anizotropās krāsns pēc apstrādes. Tāpēc zinātnieki un eksperti no dažādām valstīm ir nostiprinājuši pētījumus par titāna sakausējumu superplastiskumu. Tā sauktā superplastiskums attiecas uz parādību, ka materiāls uzrāda neparasti zemu reoloģisko rezistenci un neparasti augstas reoloģiskās īpašības noteiktos iekšējos un ārējos apstākļos.
1. Titāna sakausējuma superplastiskais veidošanas process
1.1 Titāna sakausējuma superplastiskās formēšanas nosacījumi
(1) Temperatūra: nemainīga deformācijas temperatūra. Dažādu titāna sakausējumu temperatūra ir atšķirīga, bet aptuvenais diapazons ir no 700 ~ 1000 ° C. Piemēram, temperatūra Ti-6AL-4V ir 850 °C.
(2) Celma ātrums: Metāliem ar superplastisitāti parasti ir lēns spriedzes ātrums. Tas ir tāpēc, ka tas aizņem pietiekami daudz laika, lai atomi izkliedētu. Piemēram, celma ātrums Ti-6AL-4V ir 1,3×10-4 ~ 10-3 s-1.
(3) Īpaši smalku graudu struktūra: tai jābūt ekvivalētai, smalkgraudainai struktūrai, piemēram, titāna sakausējumu graudu izmēram, kas mazāks par 3 mm.
Iepriekš minētie trīs nosacījumi, izņemot to, ka graudu struktūru nosaka un garantē izejvielu īpašības, temperatūru un deformācijas ātrumu var garantēt ar superplastisko formēšanas iekārtu un procesu.
1.2 Die titāna sakausējuma superplastiskai formveidošanai
Tā kā titāna sakausējuma superplastiskās veidošanas temperatūra parasti ir starp 700°C un 1000°C, ir īpašas prasības attiecībā uz pelējuma materiāla īpašībām, piemēram, augstāku augstas temperatūras izturību, labu termisko stabilitāti, zemu termiskās izplešanās koeficientu un zemu materiāla cenu. , pārstrāde un ražošana u.c. Pašlaik ir galvenokārt karstumizturīgi sakausējumi, karstumizturīgi tēraudi, keramika un oglekļa šķiedras pastiprinātas kompozītmateriālu veidnes. Piemēram, oglekļa šķiedras pastiprināta kompozītmateriāla pelējuma ir gandrīz tāda pati deformācijas pretestība istabas temperatūrā un augstā temperatūrā 1000 °C, un oglekļa šķiedras pastiprināta kompozītmateriāla pelējuma ir tikai 1% no svara karstumizturīgs tērauda pelējuma; kad oglekļa šķiedras pastiprināta kompozītmateriāla pelējuma dzesē, tās deformācijas pretestība Saraušanās ātrums ir mazāks nekā no izveidotās daļas, kas atvieglo deformāciju daļu; pelējuma pieņemšanas iekārtas oglekļa šķiedras pastiprināta kompozītmateriālu pelējuma ir lēti.
1.3 Titāna sakausējuma superplastiskā formēšanas process
(1) Augstas temperatūras apkure: Titāna sakausējuma superplastiskā formēšana parasti pieņem karsēšanas metodi pelējuma krāsnī, tas ir, pelējuma ievieto krāsnī un karsē augstā temperatūrā, līdz tas tiek uzsildīts līdz superplastiskās formēšanas temperatūrai, un pēc tam titāna sakausējuma izejviela tiek ievietota veidnē. Siltuma vadīšana sasilst titāna sakausējuma izejvielas superplastisko formēšanas temperatūru.
(2) Blīvējums: Tā kā titāna sakausējuma superplastiskā formēšana ir gaisa spiediena formēšana, pelējuma un titāna sakausējuma izejvielas ir jāaizzīmogo.
(3) Vakuums: Lai nodrošinātu titāna sakausējuma daļu labu filmēšanu un aizsargātu titāna sakausējuma izejvielas, dobums ir jāiesūpnā.
(4) Suku aizsargpārklājums: Tā kā titāna sakausējuma superplastiskā formēšanas temperatūra ir ļoti augsta, lai novērstu tā oksidēšanos un ūdeņraža absorbciju, uz titāna sakausējuma izejvielas virsmas ir jātuvē aizsargpārklājuma slānis, lai spēlētu aizsargslānu. Ir arī dažas īpašas prasības attiecībā uz aizsargpārklājumu. Piemēram, tai jāspēj veidot blīvu aizsargplēvi, un ir laba augstas temperatūras izturība, siltuma stabilitāti un smērvielu. Tas nedrīkst piesārņot pelējuma un titāna sakausējuma daļas, un cenai jābūt lētai. Tas ir viegli suku un tīrs. Grafīta ūdens un augstas temperatūras krāsu izmanto biežāk.
(5) Inflācija: Tā kā titāna sakausējuma superplastiskā veidošanās ir gaisa spiediena veidošana, pelējumam jāiespiež noteikts inertās gāzes spiediens (lai novērstu titāna sakausējuma oksidēšanos un absorbēšanu augstā temperatūrā), un inflācijas līmenim jābūt lēnam.
