Erittäin lujan titaaniseoslevyn huoneenlämpötilamuovattavuus

Titaanilevy on laajalti tunnustettu korkean lujuuden, kevyen painon ja hyvän rakenteellisen jäykkyyden eduista. Erittäin lujaa titaaniseosta Ti-6Al-4V voidaan käyttää paitsi ilmailualalla, myös muilla teollisuuden aloilla, kuten autoissa ja kemikaaleissa.

Ti{{0}}Al-4V-seoslevyn muovattavuus huoneenlämmössä on hyvin rajallinen, ja takaisinjousto muodostuksen jälkeen on suuri, mikä tuo monia ongelmia perinteiseen puristus- ja painemuovaukseen. Vaikka Ti-6Al-4V-seoslevyn muovausrajaa nostetaan ja takaisinjousto pienenee korkeassa lämpötilassa, huonelämpötilamuovauksella on silti suuria etuja kustannussäästöjen kannalta. Valssaus on muovausmenetelmä, joka käyttää pyörivää telaa metalliaihion asteittaiseen muotoaan ja työkappaleen valmistamiseksi, joka soveltuu korkean lujuuden ja rajoitetun muovattavuuden omaavien rakenneosien muodostamiseen ja jota käytetään yhä enemmän autoteollisuudessa, pääasiassa ultralujan teräksen, lujan teräksen jne. muovaus. Koska materiaalin takaisinjoustokulma on pieni valssausprosessissa ja kompensoi takaisinjousto yksinkertaisella ja helpolla menetelmällä, valssaus on tehokas menetelmä Ti{{ 5}}Al-4V-seoslevy huoneenlämmössä. Tätä tarkoitusta varten Ossama et ai. suoritti laboratoriotutkimusta 2 mm:n paksuisen, erittäin lujan Ti-6Al-4V-seoslevyn muodostus- ja joustokäyttäytymisestä 820 asteen huoneenlämpötilassa tapahtuneen hehkutuksen jälkeen. Kokeeseen valitun Ti-6Al-4V-seoslevyn alkuperäinen rakenne koostui 9386% tasaakselisesta faasista ja 6,14% faasista, ja keskimääräinen raekoko oli 1,3 μm ±0,7 μm. Huonelämpötilan vetokoetulokset osoittavat, että sen anisotropia on suuri, ja kun se on 45 astetta valssaussuunnan kanssa, näytteen myötölujuus on pienin, venymä on korkea, ja kun lopullinen lujuus saavutetaan, näyte nopea murtuma. Muovausrajakoe suoritetaan laitteilla, jotka on varustettu halkaisijaltaan 60 mm:n puolipallomaisella meistillä. Optista venymänmittausjärjestelmää "Autogrid Vario", joka on varustettu neljällä edistyneellä CCD-kameralla, käytetään jokaisen näytteen täydellisen muodonmuutoshistorian tallentamiseen. Eri venytysreittien muodonmuutoskäyttäytymistä testataan suunnittelemalla erilaisia ​​näytemuotoja. Kokeessa havaittiin, että kaikki näytteet murtuivat äkillisesti puolipallolävistyksen yläosassa, eikä ilmeistä kaulanmuodostusilmiötä ennen murtumista ollut, mikä osoitti, että lejeeringin muovattavuus huonelämpötilassa oli hyvin rajallista. Ti-6Al-4V-seoslevyn muodonmuutoskäyttäytyminen huoneenlämpötilassa taivutettaessa ja valssattaessa analysoitiin vertailevasti. Tulokset osoittavat, että heilurin taivutustaivutustestin ja V-taivutustestin pienin taivutussäde on 9 mm, kun taas valssatun muodon pienin taivutussäde on 7,51 mm, mikä on yli 15 % lisäystä. Valssatut muodot voivat muodostaa pienempiä sädemittoja ja niillä on vähemmän takajousta kuin yksinkertainen taivutusmuovaus. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että valssaus on monivaiheinen kumulatiivinen muodonmuutosprosessi, ja asteittainen moninkertainen muodonmuutos voi estää halkeamien kasvua ja samalla tehdä materiaalin muodonmuutoksesta täydellisemmän kuin tavallinen muodonmuutos. Lisäksi muotovirheet, joita esiintyy usein erittäin lujan teräksen valssausprosessissa, ovat suhteellisen harvinaisia ​​Ti-6Al-4V-seoksen muovausprosessissa. Voidaan nähdä, että valssaus on lupaava prosessiratkaisu lujien titaaniseoslevyjen muodostamiseen ilmailun ja autojen rakenneosiin huoneenlämpötilassa.