A nagy szilárdságú titánötvözet lemez szobahőmérsékleten alakíthatósága

A titánlemez széles körben elismert a nagy szilárdság, a könnyű súly és a jó szerkezeti merevség előnyeiről. A nagy szilárdságú Ti-6Al-4V titánötvözet nem csak a repülés területén, hanem más ipari területeken is használható, például autógyártásban és vegyiparban.

A Ti{{0}}Al-4V ötvözetlemezek nagyon korlátozottan alakíthatók szobahőmérsékleten, és az alakítás utáni visszarugaszkodás nagy, ami sok problémát okoz a hagyományos sajtolásnál és nyomásalakításnál. Bár a Ti-6Al-4V ötvözetlemezek formázási határa megnövekszik, és a visszarugaszkodás csökken magas hőmérsékleten, a szobahőmérsékletű alakításnak még mindig nagy előnyei vannak a költségmegtakarítás szempontjából. A hengerlés olyan alakítási eljárás, amely egy forgó henger segítségével fokozatosan deformálja a fém nyersdarabot és olyan munkadarabot készít, amely alkalmas nagy szilárdságú és korlátozott alakíthatóságú szerkezeti részek alakítására, és egyre gyakrabban alkalmazzák az autóiparban, elsősorban ultranagy szilárdságú acél, nagyszilárdságú acél stb. alakítása. A hengerlés során az anyag kis visszarugózási szöge és a visszarugózódás egyszerű és könnyű módszerrel történő kompenzálása miatt a hengerlés hatékony módszer a Ti{{ alakítására. 5}}Al-4V ötvözetlemez szobahőmérsékleten. Ebből a célból Ossama et al. Laboratóriumi kutatást végzett a 2 mm vastag, nagy szilárdságú Ti-6Al-4V ötvözetlemezek alakítási és visszarugózási viselkedésével kapcsolatban 820 fokos szobahőmérsékleten végzett izzítás után. A kísérlethez kiválasztott Ti-6Al-4V ötvözetlemez eredeti szerkezete 93.86%-ban egyentengelyű fázisból és 6,14%-os fázisból állt, az átlagos szemcseméret pedig 1,3 μm volt. ±0,7 μm. A szobahőmérsékletű szakítóvizsgálati eredmények azt mutatják, hogy anizotrópiája nagy, és amikor a hengerlési iránnyal 45 fokos, akkor a próbatest folyáshatára a legalacsonyabb, a nyúlás nagy, és a végső szilárdság elérésekor a próbatest gyors törés. Az alakítási határvizsgálatot 60 mm átmérőjű félgömb alakú lyukasztóval felszerelt berendezésen végezzük. Az „Autogrid Vario” optikai alakváltozásmérő rendszer, amely négy fejlett CCD kamerával van felszerelve, az egyes minták teljes alakváltozási történetének rögzítésére szolgál. Különböző alakváltozási utak deformációs viselkedését különböző próbatestformák tervezésével tesztelik. A kísérlet során kiderült, hogy az összes minta hirtelen eltört a félgömbös lyukasztó tetején, és nem volt nyilvánvaló elnyelési jelenség a törés előtt, ami arra utal, hogy az ötvözet szobahőmérsékleten alakíthatósága nagyon korlátozott. A Ti-6Al-4V ötvözetlemez alakváltozási viselkedését szobahőmérsékleten történő hajlítás és hengerlés során összehasonlítóan elemeztük. Az eredmények azt mutatják, hogy az inga-hajlítási vizsgálat és a V-szerszám hajlítási teszt minimális hajlítási sugara 9 mm, míg a hengerelt forma minimális hajlítási sugara 7,51 mm, ami több mint 15%-os növekedést jelent. A hengerelt formák kisebb sugarú dimenziókat alakíthatnak ki, és kisebb a visszaugrásuk, mint az egyszerű hajlító alakításnál. Ennek oka elsősorban az, hogy a hengerlés többlépcsős kumulatív alakváltozási folyamat, és a fokozatos többszörös deformáció gátolhatja a repedések kialakulását, ugyanakkor az anyag deformációját teljesebbé teheti, mint a szokásos deformáció. Ezenkívül a nagy szilárdságú acél hengerlésekor gyakran előforduló alakhibák viszonylag ritkák a Ti-6Al-4V ötvözet alakítási folyamatában. Látható, hogy a hengerlés ígéretes eljárási megoldás légi és autóipari szerkezeti elemek nagy szilárdságú titánötvözet lemezeinek kialakítására szobahőmérsékleten.