Hög hållfasthet formbarhet i rumstemperatur i titanlegering

Titanplatta är allmänt känd för sina fördelar som hög hållfasthet, låg vikt och god strukturell styvhet. Titanlegeringen Ti-6Al-4V med hög hållfasthet kan användas inte bara inom rymdfältet utan också som ett viktigt kandidatmaterial för konstruktionsdelar för andra industrifält som bilar och kemikalier. Formbarheten för Ti-6Al-4V-legeringsark vid rumstemperatur är mycket begränsad, och springbacken efter formningen är mycket stor, vilket medför många problem till den traditionella präglingen och tryckformningen.

titanium and titanium alloy plate

Även om formningsgränsen för Ti-6Al-4V-legeringsark kommer att ökas och fjäderbacken kommer att reduceras vid hög temperatur, har rumstemperaturformning fortfarande stora fördelar när det gäller kostnadsbesparingar. Valsformning är en formningsmetod som använder roterande rullar för att gradvis deformera metallämnen för att bilda arbetsstycken. Det är lämpligt för konstruktionsdelar med hög formningsstyrka och begränsad formbarhet. Det används alltmer inom bilindustrin. För att bilda ultrahögstyrka stål, höghållfast stål etc.


Under rullningsformningsprocessen är materialets backbackvinkel liten och springbackkompensationen kan utföras med enkla och enkla metoder. Därför är valsformning ett effektivt förfarande för formning av Ti-6Al-4V-legeringsark vid rumstemperatur. För detta ändamål har Ossama et al. Genomförde en laboratorieundersökning av formnings- och springbackbeteendet för 2 mm tjockt Ti-6Al-4V legeringsark efter högglödgning vid 820 ℃ vid rumstemperatur.


Den ursprungliga mikrostrukturen i Ti-6Al-4V-legeringsarket som användes i experimentet består av 93,86% ekvivalenta a-fas och 6,14% p-fas, och den genomsnittliga kornstorleken är 1,3 um ± 0,7 um. Dragprovningsresultaten vid rumstemperatur visar att dess anisotropi är stor. När rullningsriktningen är 45 ° har provet den lägsta sträckgränsen och högre töjning. När den ultimata styrkan uppnås kommer provet snabbt att bryta. . Formningsbegränsningstestet utförs på en anordning utrustad med en halvsfärisk stans med en diameter av 60 mm. Ett optiskt töjningsmätningssystem "Autogrid Vario" utrustat med 4 avancerade CCD-kameror används för att spela in hela deformationshistoriken för varje prov. Deformationsbeteendet hos olika töjningsvägar testades genom att utforma olika provformer.


Det visade sig genom experiment att alla prover plötsligt sprickades på toppen av den halvsfäriska stansen, och det fanns inget uppenbart nackfenomen före sprick, vilket indikerade att legeringens rumstemperatur formbarhet är mycket begränsad. Deformationsbeteenden hos Ti-6Al-4V-legeringsark under böjning och rullning vid rumstemperatur jämförs och analyseras.


Resultaten visar att den minsta böjningsradie för den vikta böjningstestet och det V-formade böjningstestet är 9 mm, och den minsta böjningsradie för den valsade formen är 7,51 mm, vilket är en ökning med mer än 15%. Rullformning möjliggör mindre radier och mindre springback än enkel böjformning. Detta beror främst på att rullningsformning är en kumulativ deformationsprocess i flera steg. Gradvis deformation kan undertrycka sprickans tillväxt, och samtidigt är materialets deformation mer tillräcklig än den vanliga.


Dessutom är de formfel som ofta uppstår vid rullningsprocessen av höghållfast stål relativt få under valsningsprocessen av Ti-6Al-4V-legering. Det framgår att valsformning är en lovande processlösning för att forma höghållfasta titanlegeringsplattor för luftfart och fordonsstrukturer i rumstemperatur.