คุณลักษณะการอ่อนตัวของอุณหภูมิสูง-และการควบคุมการตีโลหะผสมไทเทเนียม

การอ่อนตัวของอุณหภูมิสูง-เป็นกฎทางกายภาพหลักของการตีโลหะผสมไททาเนียม การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอมรุนแรงขึ้น และลดความต้านทานการเคลื่อนที่ ส่งผลให้ความแข็งแรงของวัสดุลดลงอย่างมากและความต้านทานการเสียรูป ซึ่งเป็นรากฐานสำหรับการขึ้นรูปพลาสติกของโลหะผสมไทเทเนียมแต่ยังมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดปัญหาในกระบวนการ เช่น การหยาบของเมล็ดพืช ประสิทธิภาพการทำงานที่ไม่สม่ำเสมอ และข้อบกพร่องในการขึ้นรูป

 

 

1. การทำให้ร่างกายอ่อนลง

อุณหภูมิที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มการสั่นสะเทือนของอะตอมแบบตาข่ายและทำให้พันธะอะตอมอ่อนลง ซึ่งช่วยลดความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่อย่างเห็นได้ชัด โลหะผสมไทเทเนียมมีความต้านทานการเสียรูปสูงที่อุณหภูมิห้อง โดยคงความแข็งแรงได้มากกว่า 65% ที่ 400 องศา และลดลงอย่างรวดเร็วเหนือ 600 องศา ในขั้นตอนนี้ ความเครียดจากการไหลจะลดลงอย่างต่อเนื่องตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นไปตามกฎทั่วไปของโลหะ

 

2. การเปลี่ยนเฟสอ่อนลง

+ ภูมิภาคสอง-เฟส: การเสียรูปถูกครอบงำโดย -การเคลื่อนตัวของเฟสและ -การเสียรูปที่มีการประสานกันของเฟส โดยที่การอ่อนตัวลงมาพร้อมกับการฟื้นตัวแบบไดนามิก โดยที่การเคลื่อนตัวจะจัดเรียงใหม่แต่ไม่สามารถขจัดการแข็งตัวได้ทั้งหมด

 

ภูมิภาคเฟสเดียว-: มีความเป็นพลาสติกที่ดีและทนต่อการเสียรูปต่ำ แต่เมล็ดข้าวมีแนวโน้มที่จะหยาบ ส่งผลให้ความแข็งแรงและความเหนียวของการตีขึ้นรูปลดลงอย่างมาก

 

ใกล้-ระยะ-ภูมิภาคการเปลี่ยนแปลง: ผลการอ่อนตัวและความเป็นพลาสติกที่เหมาะสมที่สุด เหมาะสำหรับการตีขึ้นรูปอย่างแม่นยำ แต่มีหน้าต่างควบคุมกระบวนการที่แคบมาก

 

3. ไดนามิก ซอฟท์เทนนิ่ง

การกู้คืนแบบไดนามิก: ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำปานกลาง-และมีอัตราความเครียดสูง การเคลื่อนตัวจะจัดเรียงใหม่โดยการลื่นและไต่ โดยมีผลทำให้อ่อนตัวลงอย่างจำกัดและงานตกค้างจะแข็งตัวขึ้น

 

การตกผลึกซ้ำแบบไดนามิก: ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงและมีอัตราความเครียดต่ำ เมล็ดพืชใหม่จะเกิดนิวเคลียสและเติบโต โดยขจัดการแข็งตัวและการปรับโครงสร้างจุลภาคโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น เมื่อ Gr5 ถูกเปลี่ยนรูปร่างที่ 920–950 องศาและ 0.01s⁻¹ การตกผลึกซ้ำแบบไดนามิกก็เพียงพอแล้ว และสามารถปรับเกรนได้ถึง 5–10μm

 

ซุปเปอร์พลาสติกอ่อนตัวลง: ภายใต้ช่วงอุณหภูมิที่กำหนดและอัตราความเครียดที่ต่ำมาก การเสียรูปจะถูกครอบงำโดยการเลื่อนขอบเขตของเกรน โดยมีการยืดตัวเกิน 1,000% เหมาะสำหรับการขึ้นรูปส่วนประกอบที่มีความแม่นยำที่ซับซ้อน

 

 

1. ไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์

ลักษณะอ่อนตัว: ประสิทธิภาพที่มั่นคงต่ำกว่า 300 องศา การลดความแข็งแรงอย่างรวดเร็วเหนือ 350 องศา และความต้านทานการเสียรูปที่ 600 องศาเพียง 1/5 ของค่านั้นที่อุณหภูมิห้อง

 

คะแนนกระบวนการ: อุณหภูมิการตีขึ้นรูป 800–900 องศา ต้องมีการป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง- ขึ้นรูปได้ดี เหมาะสำหรับการตีขึ้นรูปแบบเปิดและการตีแบบปิดทั่วไป

 

2. + ประเภท

ลักษณะอ่อนตัว: ใช้กันอย่างแพร่หลาย มีความแข็งแรงสูงที่ 400–500 องศา อ่อนตัวลงอย่างเห็นได้ชัดเหนือ 600 องศา และอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงเฟส T ประมาณ 980–1020 องศา

 

ความแตกต่างที่สำคัญ:

การตีขึ้นรูปในบริเวณ +: สร้างโครงสร้างจุลภาคดูเพล็กซ์ที่มีความแข็งแรงที่สมดุล- ความเหนียวและประสิทธิภาพความล้าที่เหมาะสมที่สุด

การตีในภูมิภาค: มีแนวโน้มที่จะทำให้เมล็ดหยาบและลดความเมื่อยล้าได้อย่างมาก ใช้สำหรับช่องว่างขนาดใหญ่-เท่านั้น

 

3. ใกล้- ประเภทสูง-อุณหภูมิ

ลักษณะอ่อนตัว: ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น Sn, Zr, Si ซึ่งมีความต้านทานการอ่อนตัวอย่างแข็งแกร่งที่ 600–650 องศา และคุณสมบัติการคืบที่ดีเยี่ยม

คะแนนกระบวนการ: อุณหภูมิการตีขึ้นรูป 950–1000 องศา ควบคุมสัดส่วนเฟสให้ต่ำกว่า 30% เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของอุณหภูมิสูง-

 

4. ประเภท

ลักษณะอ่อนตัว: ปริมาณ Mo และ V สูง อุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเฟสสูง ความต้านทานการเปลี่ยนรูปที่อุณหภูมิสูงสูง-ต่ำ และความสามารถในการชุบแข็งที่ดี

 

คะแนนกระบวนการ: ใช้การตีขึ้นรูปบริเวณที่มีอัตราความเครียดต่ำเพื่อส่งเสริมการตกผลึกแบบไดนามิก และหลีกเลี่ยงการตกตะกอนในเฟสที่ไม่สม่ำเสมอ

 

 

1. อุณหภูมิการตีขึ้นรูป

ช่วงอุณหภูมิ: การตีขึ้นรูปทั่วไปในภูมิภาค +; การตีขึ้นรูปด้วยความแม่นยำ/อุณหภูมิคงที่ในพื้นที่การเปลี่ยนรูปใกล้-เฟส- การตีเฉพาะฟันเฟืองเปล่าขนาดใหญ่ ตามด้วย + การตีจนเสร็จสิ้น

 

ข้อกำหนดในการควบคุมอุณหภูมิ: การทำความร้อนในเตาสุญญากาศ/บรรยากาศ การควบคุมอุณหภูมิ ±5 องศา ค้างไว้ 1–2 ชั่วโมง; ความผันผวนของอุณหภูมิของแม่พิมพ์และเหล็กแท่งในการตีแบบอุณหภูมิคงที่ ± 5 องศา อุณหภูมิลดลงในการตีแบบธรรมดาไม่เกิน 50 องศา อุณหภูมิการตีขั้นสุดท้ายมากกว่าหรือเท่ากับ 850 องศาเพื่อป้องกันการแตกร้าว

 

2. อัตราการเปลี่ยนรูป

อัตราต่ำ: สำหรับการตีขึ้นรูปด้วยความร้อน/ซูเปอร์พลาสติก โครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำในการบินและอวกาศ

อัตราปานกลาง: สำหรับการตีขึ้นรูปแบบปิดทั่วไป ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและคุณภาพ

อัตราสูง: สำหรับชิ้นส่วนธรรมดาเท่านั้น มีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไป เมล็ดหยาบ และแตกร้าว

 

3. ระดับความผิดปกติและโหมด

จำนวนการเสียรูป: ผ่านครั้งเดียว 40–60% การเสียรูปทั้งหมดมากกว่าหรือเท่ากับ 70% เพื่อปรับแต่งโครงสร้างจุลภาค

โหมดการเปลี่ยนรูป: การตีขึ้นรูปด้วยความร้อนด้วยความร้อนสูง การตีขึ้นรูปหลาย- ทิศทางเพื่อปรับปรุงไอโซโทรปี การตีขึ้นรูปรัศมีเหมาะสำหรับชิ้นส่วนเพลายาว

 

4. การป้องกันอุณหภูมิสูง-

การป้องกันสุญญากาศ/อาร์กอน ปริมาณออกซิเจน<10ppm;

ใช้การเคลือบป้องกันเพื่อลดแรงเสียดทานและต้านทานการเกิดออกซิเดชัน

ลดระยะเวลาในการถือครองอุณหภูมิสูง-ให้สั้นลงและทำงานอย่างต่อเนื่อง

 

5. แม่พิมพ์และอุปกรณ์

แม่พิมพ์: แม่พิมพ์ที่ใช้โมลิบดีนัม/นิกเกิล-สำหรับการตีขึ้นรูปโดยใช้อุณหภูมิความร้อน อุ่นที่อุณหภูมิแท่งเหล็กมากกว่า 80% ซ่อมแซมแม่พิมพ์เมื่อมีการสึกหรอเกิน 0.2 มม.

อุปกรณ์: ใช้เซอร์โวไฮดรอลิกเพรสที่มีการวัดอุณหภูมิอินฟราเรดแบบปิด-ด้วยการควบคุมอุณหภูมิแบบลูป

 

6. การจำลองแบบดิจิทัล

ใช้ DEFORM, ABAQUS เพื่อจำลองตัวแปรภาคสนามและวิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาค ซึ่งลดอัตราของเสียลง 20% และปรับปรุงความสม่ำเสมอของโครงสร้างจุลภาคลง 30%

 

 

Ruihang เป็นองค์กรเทคโนโลยีและนวัตกรรมที่รวม R&D การผลิตและการขายเข้าไว้ในระบบบูรณาการเดียว หากคุณมีความต้องการในการจัดซื้อ โปรดติดต่อเรา:Sam.Rui@bjrh-titanium.com