Høy-temperaturmykningsegenskaper og smikontroll av titanlegeringer

Høy-temperaturmykning er den fysiske kjerneloven for smiing av titanlegering. Økende temperatur intensiverer atomær termisk bevegelse og reduserer dislokasjonsmotstand, noe som fører til et betydelig fall i materialstyrke og deformasjonsmotstand. Dette er grunnlaget for plastformingen avtitanlegeringer, men det har også en tendens til å forårsake prosessproblemer som forgrovning av korn, ujevn ytelse og dannelse av defekter.

 

 

1. Fysisk mykgjøring

Forhøyet temperatur forbedrer gitterets atomvibrasjon og svekker atombindingen, noe som reduserer motstanden mot dislokasjonsbevegelse markant. Titanlegeringer har høy deformasjonsmotstand ved romtemperatur, beholder over 65 % av styrken ved 400 grader og faller raskt over 600 grader. I dette stadiet avtar strømningsspenningen kontinuerlig med temperaturøkning, i samsvar med metallloven.

 

2. Fasetransformasjonsmykning

+ to-faseregion: Deformasjon domineres av -faseglidning og -fasekoordinert deformasjon, med mykning ledsaget av dynamisk gjenoppretting der dislokasjoner omorganiseres, men ikke helt kan eliminere herding.

 

enkelt-faseregion: God plastisitet og lav deformasjonsmotstand, men korn er tilbøyelige til å bli grovere, noe som resulterer i en betydelig nedgang i smiingens styrke og seighet.

 

Nær-fase-transformasjonsregion: Optimal mykgjørings- og plastisitetseffekt, egnet for presisjonssmiing, men med et veldig smalt prosesskontrollvindu.

 

3. Dynamisk mykgjøring

Dynamisk gjenoppretting: Oppstår for det meste ved middels-lave temperaturer og høye belastningshastigheter. Dislokasjoner omorganiseres via slip og klatring, med begrenset mykgjørende effekt og gjenværende arbeidsherding.

 

Dynamisk rekrystallisering: Oppstår for det meste ved høye temperaturer og lave tøyningshastigheter. Nye korn kjernener og vokser, noe som eliminerer herding og raffinering av mikrostrukturen. For eksempel, når Gr5 er deformert ved 920–950 grader og 0,01s⁻¹, er dynamisk rekrystallisering tilstrekkelig, og korn kan foredles til 5–10μm.

 

Superplastisk mykgjøring: Under spesifikke temperaturområder og ekstremt lave tøyningshastigheter domineres deformasjonen av korngrenseglidning, med forlengelse over 1000 %, egnet for å danne komplekse presisjonskomponenter.

 

 

1. Kommersielt rent titan

Mykgjørende egenskaper: Stabil ytelse under 300 grader, rask styrkereduksjon over 350 grader, og deformasjonsmotstand ved 600 grader er bare 1/5 av det ved romtemperatur.

 

Prosesspunkter: Smiingstemperatur 800–900 grader, beskyttelse mot høy-temperaturoksidasjon kreves; god formbarhet, egnet for åpen formsmiing og konvensjonell lukket formsmiing.

 

2. + Skriv

Mykgjørende egenskaper: Den mest brukte, høy styrke ved 400–500 grader, åpenbar mykning over 600 grader, og fasetransformasjonstemperatur T ca. 980–1020 grader.

 

Viktige forskjeller:

Smiing i + område: Danner en dupleks mikrostruktur med balansert styrke-seighet og optimal utmattelsesytelse.

Smiing i regionen: Utsatt for forgrovning av korn og sterkt redusert utmattelseslevetid, kun brukt for store-emner.

 

3. Nær- Type høy-temperatur

Mykgjørende egenskaper: Inneholder elementer som Sn, Zr, Si, med sterk mykgjøringsmotstand ved 600–650 grader og utmerkede krypeegenskaper.

Prosesspunkter: Smiingstemperatur 950–1000 grader, kontrollfaseandel under 30 % for å sikre høy-temperaturstabilitet.

 

4. Skriv

Mykgjørende egenskaper: Høyt innhold av Mo og V, høy fasetransformasjonstemperatur, lav høy-temperaturdeformasjonsmotstand og god herdbarhet.

 

Prosesspunkter: Bruk regionsmiing, lav tøyningshastighet for å fremme dynamisk rekrystallisering og unngå ujevn faseutfelling.

 

 

1. Smiingstemperatur

Temperaturområde: Konvensjonell smiing i + region; presisjon/isotermisk smiing i nær-fase-transformasjonsregion; smiing kun for stor blank tanning, etterfulgt av + region finish smiing.

 

Krav til temperaturkontroll: Oppvarming i vakuum/atmosfæreovn, temperaturkontroll ±5 grader, holder i 1–2 timer; temperaturfluktuasjon av dyse og emne i isotermisk smiing ±5 grader, temperaturfall i konvensjonell smiing ikke overstiger 50 grader; endelig smitemperatur Større enn eller lik 850 grader for å forhindre sprekkdannelse.

 

2. Deformasjonshastighet

Lav hastighet: For isotermisk/superplastisk smiing, jevn mikrostruktur, egnet for presisjonsdeler i romfart.

Middels hastighet: For konvensjonell lukket formsmiing, balanserer effektivitet og kvalitet.

Høy hastighet: Kun for enkle deler, utsatt for overoppheting, grove korn og sprekker.

 

3. Deformasjonsgrad og modus

Deformasjonsmengde: Enkeltpassasje 40–60 %, total deformasjon Større enn eller lik 70 % for å foredle mikrostruktur.

Deformasjonsmodus: Isotermisk smiing med høy presisjon; multi-smiing for å forbedre isotropi; radialsmiing egnet for langakseldeler.

 

4. Høy-temperaturbeskyttelse

Vakuum/argon beskyttelse, oksygeninnhold<10ppm;

Bruk beskyttende belegg for friksjonsreduksjon og oksidasjonsmotstand;

Forkort holdetiden for høy-temperatur og drift kontinuerlig.

 

5. Dies og utstyr

Dyser: Molybden/nikkel-baserte dyser for isotermisk smiing, forvarmet til over 80 % av emnetemperaturen, matrisreparasjon når slitasje overstiger 0,2 mm.

Utstyr: Bruk hydraulisk servopresse med infrarød temperaturmåling med lukket-sløyfetemperaturkontroll.

 

6. Digital simulering

Bruk DEFORM, ABAQUS for å simulere feltvariabler og utvikling av mikrostruktur, redusere skraphastigheten med 20 % og forbedre mikrostrukturens enhetlighet med 30 %.

 

 

Ruihang er en teknologi- og innovasjonsbedrift som integrerer FoU, produksjon og salg i ett integrert system. Hvis du har innkjøpsbehov, ta gjerne kontakt med oss:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.