أمثلة التحليل والتطبيق لعملية تزوير سبيكة التيتانيوم في صناعة الطيران

أمثلة التحليل والتطبيق لعملية تزوير سبيكة التيتانيوم في صناعة الطيران

1.Summarize

مع الاقتصاد الوطني والتطوير العلمي والتكنولوجيا في الصين ، ومرحلة الطيران ، وصناعة الطيران في السنوات الأخيرة ، وصلت إلى فرصة جديدة للتنمية ، وخاصة في المشروع الوطني "للطائرة الكبيرة" ، ستصبح صناعة صناعة الطيران المدني نقطة نمو اقتصادية جديدة تقود تطور الاقتصاد الوطني ، لديه آفاق تنمية واسعة. إن مؤسسات تصنيع الطيران المدني من أجل تحسين الطبيعة المتقدمة للطائرة والموثوقية والتطبيق ، وزيادة التنافسية للطائرات المحلية في السوق الدولية ، واختيار مواد تصنيع الطيران أكثر وأكثر تطلبًا ؛ تتميز سبائك التيتانيوم بشكل أساسي بجاذبية صغيرة محددة ، وقوة عالية ، وفي الوقت نفسه لديها مقاومة جيدة للحرارة ، ومقاومة التآكل ، لتصبح الخيار الرئيسي للمواد لمكونات الطائرات الحديثة ، مما يقلل بشكل كبير من وزن الطائرة ، الذي TC4 (TI-6AL-4V) هو المادة الرئيسية للطائرة. 6AL-4V) و TB6 Titanium Alloy Formings في تطبيقات تصنيع الطيران.

2. تصنيف سبيكة التيتانيوم وعملية التزوير

وفقًا للبنية المجهرية لدرجة حرارة الغرفة ، يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى ثلاثة أنواع: سبائك من النوع α ، وسبائك من نوع α + β وسبائك β-type ، والتي لا تكون α و α + β-type الصبغة الحرارية وسرعة التشوه منها. على مقربة من العلاقة بين سبائك α و β من النوع لها تزوير جيد ، ولكن قد تكون درجة الحرارة ناتجة عن درجة الحرارة المنخفضة لهطول الطور ألفا. يتم تصنيف عملية تزوير سبيكة التيتانيوم إلى تزوير تقليدي وتزوير درجة حرارة عالية وفقًا للعلاقة بين تزوير درجة حرارة ودرجة حرارة الانتقال.

2.1 التزوير التقليدي لسبائك التيتانيوم

عادة ما يتم تشكيل سبائك التيتانيوم المشوهة بشكل شائع تحت درجة حرارة الانتقال β ، وتسمى التزوير التقليدي. وفقًا لدرجة حرارة تسخين البليت في منطقة الطور (α + β) ، يمكن تقسيمها إلى منطقة مرحلة ثنائية الطور العليا وتزوير منطقة ذات طورين منخفضة.

2.1.1 تزوير منطقة ثنائية الطور السفلى

يكون تزوير منطقة منخفضة من المرحلتين عمومًا في درجة حرارة التحول β أقل من 40 ~ 50 ℃ التدفئة والتزوير ، عندما تكون الطور الأولي α و β في نفس الوقت للمشاركة في التشوه. كلما انخفضت درجة حرارة التشوه ، زاد عدد مرحلة α المشاركة في التشوه. بالمقارنة مع تشوه المنطقة β ، في المنطقة السفلى من مرحلتين من عملية إعادة التبلور في الطور β يتم تسريعها بشكل كبير ، حيث يتم إعادة تبلور تشكيل الحبوب الجديدة ليس فقط على طول تشوه حدود الحبوب الأصلية ، ولكن أيضًا في الحبوب β. تظهر الحدود والصفائح α بين الطبقة البينية β. تنتج هذه العملية من تزوير القوة العالية ، واللدونة الجيدة ، ولكن صلابة الكسر وخصائص الزحف لها إمكانات كبيرة.

2.1.2 تزوير منطقة مرحلتين العلوية

إنه في نقطة انتقال الطور β / (α + β) أقل من 10-15 درجة حرارة بداية التزوير. تحتوي المؤسسة النهائية بعد التشوه على المزيد من تنظيم التحول ، يمكن أن تحسن تنظيم خصائص الزحف وصبدة الكسر ؛ بحيث لدونة سبيكة التيتانيوم ، والقوة ، والصلابة وكلاهما.

2.2 ارتفاع درجة الحرارة لسبائك التيتانيوم

يُعرف أيضًا باسم "التزوير" ، مقسومًا إلى نوعين: الأول هو البليت في تسخين المنطقة ، في المنطقة β لبدء وإكمال عملية التزوير ؛ والثاني هو البليت في تسخين المنطقة ، في المنطقة β للبدء في التزوير ، والتحكم في تشوه كمية كبيرة من التشوه في المنطقة ثنائية الطور لإكمال عملية التزوير ، والتي يشار إليها باسم "التزوير الفرعي الفرعي الفرعي -تزوير ". بالمقارنة مع تزوير منطقة مرحلتين ، يمكن أن يحصل التزوير على قوة زحف أعلى وصبقة الكسر ، ولكنها أيضًا مواتية لتحسين أداء سبيكة التيتانيوم.

2.3 يموت متساوي الحرارة لسبائك التيتانيوم

تستفيد هذه العملية من المرونة الفائقة للمادة وآلية الزحف لإنتاج مزيج أكثر تعقيدًا ، ومتطلبات التسخين المسبق والمحافظة عليها في حدود 760 ~ 980 ℃ ؛ اضغط الهيدروليكي على قيمة محددة مسبقًا للضغط ، وسرعة عمل الصحافة من خلال تشوه فراغات مقاومة التعديل التلقائي. نظرًا لتغيير القالب إلى التدفئة ، لا تحتاج إلى استخدام شعاع متحرك سريعًا لتجنب التبريد السريع. تحتوي الطائرات ذات العديد من الممارسات على خصائص رفيعة الجدران والأضلاع ، لذلك تم تطبيق العملية في تصنيع الطيران ، مثل عملية التزوير المتناسقة لسبائك التيتانيوم TB6 المحلي.

3 ، TC4 Offrings تحليل عيب وتحسين العملية

3.1 TC4 تزوير العيوب والتحليل

مصنع وفقًا لمؤشر Beacon TC4 Forging Test ، فشلت العديد من مؤشرات الأداء ، بما في ذلك مؤشر "كسر الإجهاد" أقل من 5 ساعات ، لهذه المشكلة ، أولاً وقبل كل شيء ، يجب تحليلها من منظمة ومورفولوجيا TC4 المعدنية ، ثم من عملية التزوير للعثور على السبب.

3.1.1 تنظيم المعادن TC4 وخصائص التشكل

سبيكة TC4 التيتانيوم هي سبيكة من التيتانيوم من نوع α + β ، والتي تتكون من Ti-6AL-4V ، تنظيم الصلب للمرحلة α + β ، التي تحتوي على 6؟ من الألومنيوم عنصر α ، ، فإن تعزيز التصلب للمرحلة ألفا لتحسين قوة تثبيت الفاناديوم لقدرة الطور β صغير ، وبالتالي فإن عدد المرحلة في المنظمة الصلبة صغيرة ، وهو ما يمثل حوالي 7-10 ؟

سبيكة TC4 في معالجة الحرارة المختلفة وظروف المعالجة الحرارية ، ونسبة المرحلة الأساسية α ، و β ، والطبيعة والمورفولوجيا مختلفة تمامًا. β درجة حرارة التحول لسبائك TC4 في 1000 ℃ أو نحو ذلك ، إذا تم تسخين TC4 إلى 950 ℃ ، تبريد الهواء بعد تنظيم التحول α + β الأساسي ؛ مثل التسخين إلى 1100 ℃ ، المبرد بالهواء ، فهي منظمة مرحلة محولة بالكامل ، تُعرف باسم منظمة فايس. إذا كان التدفئة والتشوه في نفس الوقت ، يكون التأثير أكثر وضوحًا ، حيث يتم تسخين سبيكة TC4 إلى درجة حرارة الانتقال أعلاه ، ولكن التشوه صغير ، أي تكوين منظمة Wei. خصائصها التنظيمية هي: اللدونة ، الصلابة تأثير أقل ، ولكن مقاومة زحف أفضل. إذا كانت بداية درجة حرارة التشوه في الانتقال β أعلاه ، ولكن درجة التشوه كبيرة بما يكفي ، فإن المؤسسة تتميز بـ: تحديد الطور ألفا لحدود الحبوب β محسوبة جزئيًا ، مرحلة α مشوهة جزئيًا ، معروفة جزئيًا ، معروفة باعتبارها منظمة شبيهة سلة صافية. تتميز الصلابة ، التي تتميز بالدونة ، تعتبر صلابة التأثير أفضل من منظمة WEI ، على غرار تنظيم الكريستال الدقيق المعادن ، والاستمرار في درجة الحرارة العالية وأداء الزحف أفضل. إذا كانت درجة حرارة التدفئة أقل من درجة حرارة الانتقال β ، ودرجة التشوه كافية ، أي الحصول على المنظمة المعاداة. يتميز بأداء إجمالي أفضل ، وخاصة اللدونة العالية وتأثير صلابة. إذا كانت مساحة الطور α + β في الجزء العالي درجات الحرارة من التشوه والصلصة ذات درجة الحرارة العالية على المنظمة الهجينة ، فإن أدائها الشامل جيد.

من التحليل أعلاه للمؤسسة المعدنية ، يمكن الحكم على انخفاض أداء TC4 ، قد يكون سببها عملية التزوير لروابطين:
① درجة حرارة التدفئة مرتفعة للغاية ، حيث تتجاوز أو تتجاوز درجة حرارة الانتقال ؛
② درجة تشوه التزوير ليست كبيرة بما يكفي.

3.1.2 تحليل عملية تزوير TC4

يتزايد درجة الحرارة على سبيكة من التيتانيوم α + β β حجم الحبوب وأداء درجة حرارة الغرفة مع زيادة درجة الحرارة (انتقال الطور أعلاه) β حجم الحبوب ، في حين أن استطالة الانكماش والقسمة يتناقص أصغر ، اللدونة. من أجل التأكد من أن الممارسات TC4 لها أداء إجمالي جيد ، يجب أن يتم تزويدها دون درجة حرارة الانتقال. مقاومة تشوه سبيكة التيتانيوم أعلى ، ولكن الموصلية الحرارية الضعيفة ؛ التزوير في تدفق السبائك وتوزيعه الثقيل ، قد يجعل التشوه الناتج الأجزاء الفردية المتزايدة من درجة الحرارة يتجاوز درجة حرارة الانتقال β ، وكذلك تشوه درجة الحجم الكبير ، والصغرى للغاية ، وعوامل أخرى سوف تسبب حجم الحبوب ، لذلك أن أداء التراجع. شامل يمكن تحديده في البداية قد يتسبب في تسبب مخبرات TC4 الأداء غير الأهلية للأداء: ① مجموعة من تزوير تسخين البليت.

① مجموعة من درجة حرارة تسخين البليت مرتفعة للغاية ، وأكثر من نقطة انتقالية ؛ ② تزوير وقت واحد أثناء التزوير ، تكون درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، وأكثر من نقطة انتقالية.

② تزويد بواحدة واحدة ثقيلة للغاية ، بحيث تكون درجة التشوه الواحدة كبيرة جدًا ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية وجمع إعادة التبلد ، بحيث ينخفض الأداء.

③ بعد تزوير درجة حرارة المعالجة الحرارية مرتفعة للغاية ، بحيث تتجاوز درجة حرارة تزوير TC4 نقطة الانتقال β ، وتشكيل منظمة WEI ، مما يقلل من أداء الممارسات.

3.2 TC4 معلمات عملية التزوير تغيير نتائج واختبار

3.2.1 اختيار ونتائج معلمات الاختبار

بالنسبة للتحليل أعلاه ، قم بتغيير معلمات عملية التزوير TC4 (الجدول 1) في نفس الوقت عند التزوير ، انتبه إلى الضرب السريع. (ملاحظة: حجم المادة ¢ 50 × 113 ، حجم حجم 50 × 65 × 65)

نتائج الاختبار: جميع مؤشرات الأداء مؤهلة ، منها مؤشرات "كسر الإجهاد الناتج" أكبر من 5 ساعات.

3.2.2 تحليل نتائج الاختبار

(1) من درجة حرارة الفرن وبداية درجة حرارة التزوير ، فإن درجة حرارة التدفئة ليست مرتفعة للغاية ، حتى لو كان من الممكن أن تتم تزوير أجزاء مؤهلة.

(2) الاختبار باستخدام مصباح ضربة مطرقة واحد ضرب سريعًا ، واختبار الأداء يصل إلى مستوى قياسي ، مما يثبت أن الضربة الضوئية السريعة هي تحسين أداء الممارسات هو عامل مهم.

(3) تزوير درجة حرارة المعالجة الحرارية من المعلمات الأصلية لتقليل 20 ℃ ، قد يكون أيضًا عاملاً لتحسين الأداء ، لأنه من وجهة نظر درجة الحرارة ، إذا كانت درجة حرارة الفرن بسبب انحراف التحكم في درجة الحرارة تصل إلى 795 ℃ ، والتي تتجاوز الإنتاج مواصفات 780 ℃ ، ستؤدي إلى انخفاض في أداء الممارسات.

3.2.3 اختبار نتائج الاختبار والاستنتاج

من أجل التحقق من نتائج الاختبار ، ومع إنتاج الاختبار (الجدول 2) ، لا يزال الحافلة في عملية الضرب بالضوء بسرعة ؛ نتائج اختبار التزوير جميع مؤهلات ، "كسر الإجهاد الشق" أكبر من 5 ساعات.

اختبار قبل وبعد الخصائص الميكانيكية لممزحات سبيكة التيتانيوم TC4 انظر أعلاه (الجدول 3). من خلال الاختبار ، خلص إلى ما يلي: في إنتاج مخبأ سبائك TC4 Titanium ، يجب أن تتحكم بدقة في معلمات عملية التزوير ؛ بادئ ذي بدء ، انتبه إلى التزوير في الضوء السريع ، ويقلل من كمية تشوه ضربة مطرقة واحدة ، وثانياً ، يجب وضع القيمة النظرية لدرجة حرارة معالجة حرارة ما بعد 760 ~ 770 ℃ ، وذلك لضمان أن جودة تزوير TC4 المهربة.

4. احتمال تطوير عملية تزوير سبيكة التيتانيوم

تستخدم عملية تزوير سبيكة التيتانيوم على نطاق واسع في الطيران ، وصناعة تصنيع الفضاء ، وتم استخدام عملية تزوير متساوي الحرارة في إنتاج أجزاء المحرك والمكونات الهيكلية للطائرات ؛ أيضا أكثر فأكثر من خلال السيارات والكهرباء والقطاعات البحرية وغيرها من القطاعات الصناعية. في البلدان الأجنبية ، تم تطوير تطبيق سبيكة التيتانيوم إلى مستوى عالٍ للغاية ، تم تطبيقه على درجات حرارة أعلى من سبائك tial والمركبات المتداخلة ، والكثير من الأبحاث ؛ من أجل تطبيق هذه المواد بشكل أفضل ، وفي الوقت نفسه ، أجرت عملية تشوهها أيضًا الكثير من الأبحاث. يولي الناس أيضًا المزيد والمزيد من الاهتمام للقوة العالية لأبحاث سبيكة التيتانيوم من نوع البيتا. سيبقى تطبيق سبائك التيتانيوم وتزوير أبحاث العملية موضوعًا ساخنًا.