Karakteristike omekšavanja pri visokim temperaturama i kontrola kovanja titanijumskih legura

Visoko{0}}omekšavanje je osnovni fizički zakon kovanja od legure titanijuma. Povećanje temperature intenzivira atomsko termalno kretanje i smanjuje otpor dislokacija, što dovodi do značajnog pada čvrstoće materijala i otpornosti na deformacije. Ovo je temelj za plastično oblikovanjelegura titanijuma, ali također ima tendenciju da uzrokuje probleme u procesu kao što su grubo zrno, neujednačene performanse i defekti u oblikovanju.

 

 

1. Fizičko omekšavanje

Povišena temperatura pojačava atomsku vibraciju rešetke i slabi atomsku vezu, značajno smanjujući otpor kretanju dislokacija. Titanijumske legure imaju visoku otpornost na deformaciju na sobnoj temperaturi, zadržavajući preko 65% svoje čvrstoće na 400 stepeni i brzo padaju iznad 600 stepeni. U ovoj fazi, napon protoka se kontinuirano smanjuje s porastom temperature, u skladu sa uobičajenim zakonom metala.

 

2. Omekšavanje fazne transformacije

+ dvije-fazne regije: Deformacijom dominiraju -fazno klizanje i -fazno koordinirana deformacija, uz omekšavanje praćeno dinamičkim oporavkom gdje se dislokacije preuređuju, ali ne mogu u potpunosti eliminirati stvrdnjavanje.

 

jednofazno{0}}područje: Dobra plastičnost i niska otpornost na deformacije, ali zrna su sklona grubljanju, što rezultira značajnim padom čvrstoće i žilavosti otkovaka.

 

Regija bliske{0}}fazne{1}}transformacije: Optimalni efekti omekšavanja i plastičnosti, pogodni za precizno kovanje, ali sa vrlo uskim kontrolnim prozorom procesa.

 

3. Dinamičko omekšavanje

Dinamički oporavak: Uglavnom se javlja pri srednje-niskim temperaturama i visokim stopama naprezanja. Dislokacije se preuređuju putem klizanja i penjanja, sa ograničenim efektom omekšavanja i zaostalim radnim otvrdnjavanjem.

 

Dinamička rekristalizacija: Uglavnom se javlja pri visokim temperaturama i niskim stopama naprezanja. Nova zrna nastaju i rastu, potpuno eliminišući stvrdnjavanje i rafiniranje mikrostrukture. Na primjer, kada je Gr5 deformisan na 920–950 stepeni i 0,01s⁻¹, dovoljna je dinamička rekristalizacija i zrna se mogu rafinirati do 5–10μm.

 

Superplastično omekšavanje: Pod određenim temperaturnim rasponima i ekstremno niskim stopama deformacije, deformacijom dominira klizanje granice zrna, sa izduženjem koje prelazi 1000%, pogodno za formiranje složenih preciznih komponenti.

 

 

1. Komercijalno čisti titanijum

Karakteristike omekšavanja: Stabilne performanse ispod 300 stepeni, brzo smanjenje čvrstoće iznad 350 stepeni, a otpornost na deformacije na 600 stepeni je samo 1/5 one na sobnoj temperaturi.

 

Procesne tačke: Temperatura kovanja 800–900 stepeni, potrebna zaštita od oksidacije pri visokim{2}}temperaturama; dobra formabilnost, pogodna za otvoreno kovanje i konvencionalno zatvoreno kovanje.

 

2. + Tip

Karakteristike omekšavanja: Najrasprostranjeniji, visoka čvrstoća na 400-500 stepeni, očigledno omekšavanje iznad 600 stepeni, i temperatura fazne transformacije T oko 980-1020 stepeni.

 

Ključne razlike:

Kovanje u + regiji: Formira dupleks mikrostrukturu sa uravnoteženom čvrstoćom-žilavosti i optimalnim performansama zamora.

Kovanje u regionu: Sklono grubljanju zrna i značajno smanjenom vijeku trajanja, koristi se samo za velike -zatvore.

 

3. Blizu- tip visoke-temperature

Karakteristike omekšavanja: Sadrži elemente kao što su Sn, Zr, Si, sa jakom otpornošću na omekšavanje na 600–650 stepeni i odličnim svojstvima puzanja.

Procesne tačke: Temperatura kovanja 950–1000 stepeni, kontrolna proporcija faze ispod 30% kako bi se osigurala visoka{3}}temperaturna stabilnost.

 

4. Tip

Karakteristike omekšavanja: Visok sadržaj Mo i V, visoka temperatura fazne transformacije, niska otpornost na deformaciju pri visokim{0}}temperaturama i dobra otvrdljivost.

 

Procesne tačke: Usvojite kovanje regiona, nisku stopu deformacije kako biste promovirali dinamičku rekristalizaciju i izbjegli neravnomjerno taloženje faze.

 

 

1. Temperatura kovanja

Raspon temperature: Konvencionalno kovanje u + regiji; precizno/izotermno kovanje u skoro-faznoj-oblasti transformacije; kovanje samo za velike prazne zupčanike, nakon čega slijedi završno kovanje + region.

 

Zahtjevi za kontrolu temperature: grijanje u vakuum/atmosferskoj peći, kontrola temperature ±5 stepeni, zadržavanje 1-2h; temperaturna fluktuacija matrice i gredice u izotermnom kovanju ±5 stepeni, pad temperature kod konvencionalnog kovanja ne prelazi 50 stepeni; konačna temperatura kovanja veća ili jednaka 850 stepeni radi sprečavanja pucanja.

 

2. Stopa deformacije

Niska stopa: Za izotermno/superplastično kovanje, ujednačena mikrostruktura, pogodna za precizne delove u vazduhoplovstvu.

Srednja brzina: Za konvencionalno zatvoreno kovanje, balansiranje efikasnosti i kvaliteta.

Visoka stopa: samo za jednostavne dijelove, sklone pregrijavanju, krupnim zrncima i pucanju.

 

3. Stepen i način deformacije

Količina deformacije: Pojedinačni prolaz 40–60%, ukupna deformacija Veća ili jednaka 70% radi poboljšanja mikrostrukture.

Način deformacije: Izotermno kovanje sa visokom preciznošću; višesmjerno kovanje za poboljšanje izotropije; radijalno kovanje pogodno za duge dijelove osovine.

 

4. Zaštita od visoke-temperature

Zaštita od vakuuma/argona, sadržaj kiseonika<10ppm;

Koristite zaštitni premaz za smanjenje trenja i otpornost na oksidaciju;

Skratite{0}}vrijeme zadržavanja na visokim temperaturama i radite kontinuirano.

 

5. Matrice i oprema

Matrice: matrice na bazi molibdena/nikla- za izotermno kovanje, prethodno zagrijane na preko 80% temperature gredice, popravke matrice kada habanje prelazi 0,2 mm.

Oprema: Usvojiti servo hidrauličnu presu sa infracrvenim mjerenjem temperature u zatvorenom-okruženju kontrole temperature.

 

6. Digitalna simulacija

Koristite DEFORM, ABAQUS da simulirate varijable polja i evoluciju mikrostrukture, smanjujući stopu otpada za 20% i poboljšavajući uniformnost mikrostrukture za 30%.

 

 

Ruihang je tehnološko i inovativno preduzeće koje integriše istraživanje i razvoj, proizvodnju i prodaju u jedan integrisani sistem. Ako imate pri ruci potrebe za kupovinom, slobodno nas kontaktirajte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.