Påverkan av smidesprocessen på titanstångens struktur och egenskaper

Smidesmaterial av titanstång är huvudsakligen ren titan och titanlegeringar av olika komponenter. Materialets ursprungliga tillstånd inkluderar titanstavar, göt, metallpulver och flytande metaller. Förhållandet mellan metallens tvärsnittsarea före deformation och tvärsnittsarean efter deformation kallas smidesförhållandet. Korrekt val av smidesförhållande, rimlig uppvärmningstemperatur och hålltid, rimlig initial smidningstemperatur och slutlig smidningstemperatur, rimlig deformationsmängd och deformationshastighet har ett bra förhållande för att förbättra produktkvaliteten och minska kostnaderna. I allmänhet används runda eller fyrkantiga stänger som ämnen för små och medelstora smide. Spannens struktur och mekaniska egenskaper är enhetliga och bra, formen och storleken är korrekt och ytkvaliteten är bra, vilket är bekvämt för massproduktion. Så länge uppvärmningstemperaturen och deformationsförhållandena är rimligt reglerade, kan smide med utmärkta egenskaper smides utan stor smidesdeformation. I flygplan används titanlegeringar främst för att tillverka huvudkomponenter som balkar, landningsredskap, propellernav och fogar; i motorer används titanlegeringar främst för att tillverka adapterringar, turbinfläktar, kompressorskivor och blad. Uppvärmda delar.

Ti-6Al-4V alloy Titanium Block for aerospace

Titanlegeringar är mycket känsliga för smide processparametrar. Förändringar i smidningstemperatur, deformation, deformation och kylhastighet kommer att orsaka förändringar i struktur och egenskaper hos titanlegeringar. För att bättre kunna styra strukturen och prestandan hos smide har de senaste åren avancerade smide-tekniker såsom hetsmidessmide och isotermisk smide i stor utsträckning använts vid tillverkningen av smide av titanlegeringar. Med användning av konventionella smidesförfarandemetoder kan titanlegeringar i allmänhet erhålla en jämviktsstruktur efter smidning och därigenom ha hög rumstemperaturformbarhet och hållfasthet. Det ger en möjlig metod för att lösa formningen av stora och komplexa precisionssmidesjärn i titanstång. Denna metod har använts i stor utsträckning vid produktion av titanstavar. Ett av de mest effektiva sätten att förbättra flytbarheten hos titanstavar och minska deformationsmotståndet är att öka formens förvärmningstemperatur. Isotermisk smidesmide och hetsmidessmide har utvecklats under de senaste två till trettio åren hemma och utomlands.

Hur man kan förbättra avkastningshastigheten för produktion av titanstav, som kan användas som sluten formsmidesmetod för att mata titanstavar. Den slutna formsmidningen måste strikt begränsa volymen på originalämnet, vilket komplicerar beredningsprocessen. Oavsett om du använder sluten formsmide, måste det övervägas i termer av vinst och process genomförbarhet. Därefter utförs endast det slutliga ämnet för värmebehandling och bearbetning. Smidningstemperaturen och deformationsgraden är de grundläggande faktorerna som bestämmer legeringens struktur och egenskaper. Värmebehandlingen av titanstavar skiljer sig från stålets värmebehandling. Munstycke används vanligtvis för att göra formen och storleken nära skrot. Det har ingen avgörande effekt på legeringens struktur. Därför spelar processpecifikationen för det sista steget i titanstången en särskilt viktig roll. Den totala deformationen av ämnet får inte vara mindre än 30%. Deformationstemperaturen överstiger inte fasövergångstemperaturen. För att uppnå hög hållfasthet och plasticitet hos titanstången samtidigt måste temperaturen och deformationsgraden fördelas så jämnt som möjligt i hela det deformerade ämnet.

Efter omkristallisering av värmebehandling är titanstavarnas enhetlighet och prestanda inte lika bra som för stålsmide. Metallens hårda flödeszon har suddiga kristaller vid låga förstoringar och fina likvärdiga kristaller vid höga förstoringar. i områden som är svåra att deformera, på grund av liten eller ingen deformation, hålls strukturen ofta i tillståndet före deformation. Därför är det mycket viktigt att, förutom att kontrollera deformationstemperaturen under TB och en lämplig deformationsnivå, när du smider några viktiga titanstångdelar (som kompressorskivor, etc.), att kontrollera strukturen på originalämnet. I annat fall ärvs den grovkornade strukturen eller vissa defekter i smiden och den efterföljande värmebehandlingen kan inte elimineras, vilket leder till att smiden skrotas.

I det kraftigt deformerade området där den termiska effekten är lokalt koncentrerad, när du smider en titanstång som smider med en komplex form på hammaren. Även om uppvärmningstemperaturen regleras strikt kan metallens temperatur fortfarande överstiga legeringens TB. Till exempel, när titanstångämnet med ett I-format tvärsnitt är smidd, är hammaren för tung och den lokala temperaturen i mitten (banområdet) påverkas av den termiska effekten av deformation. Kanten är lokalt hög omkring 100 ° C. Dessutom tenderar den svåra att deformera zonen och zonen med den kritiska deformationsnivån att bilda grovkornade strukturer med relativt låg plasticitet och hållbarhet under uppvärmning efter formsmidning. Därför är de mekaniska egenskaperna hos smide med komplicerade former ofta instabila. Det kommer dock att leda till en kraftig ökning av deformationsmotståndet. Att sänka uppvärmningstemperaturen för munstycken kan eliminera risken för lokal överhettning av ämnet. För att öka verktygsslitaget och energiförbrukningen är det också nödvändigt att använda kraftfullare utrustning. Under öppen munstycke står burrförlusten för 15% -20% av ämnets vikt. Det tekniska avfallet från fastspänningsdelen (om det är nödvändigt att hålla denna del enligt matrisförfalskningsförhållandena) står för 10% av ämnets vikt. Den relativa förlusten av burrmetall varierar vanligtvis med ämnets vikt. Smide med asymmetriska strukturer, stora tvärsnittsareaskillnader och svåra att fylla lokala smidesdelar, burrförbrukningen kan vara så hög som 50%. Den slutna formsmidningen har ingen burrförlust, men blankningsprocessen är komplex och måste läggas till. Flera övergångsspår kommer utan tvekan att öka extra kostnaderna.