Analyse van de oppervlaktekwaliteit van staven van TC4-titaniumlegeringen en besturingstechnologie voor koudbuigen en scheuren - Blog

DeGR5 titaniumlegering, met zijn uitstekende uitgebreide mechanische eigenschappen bij zowel kamertemperatuur als hoge temperaturen, is het belangrijkste materiaal dat wordt gebruikt voor kerncomponenten zoals structurele onderdelen van vliegtuigen, ventilatorbladen en trommelbuizen. Het is goed voor meer dan 50% van het totale gebruik van titaniumlegeringen in de ruimtevaart. In lucht- en ruimtevaartvliegtuigen met grote variabele dwars-doorsnedebelasting-dragende componenten en bevestigingsmiddelen, worden extreem hoge eisen gesteld aan de kerfspanningsbreukprestaties van ruwe materiaalstaven. Het moet een uitstekende scheurinitiatie- en scheurvoortplantingsweerstand bezitten, en in staat zijn om effectief het risico van structureel falen onder omstandigheden met hoge spanningsconcentratie te vermijden. Bij de productie van bevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen met koude kop bepalen de oppervlakteruwheid en de mate van compressievervorming van de grondstofstaven rechtstreeks de kwaliteit van de koude kopvorming, de staat van oppervlaktedefecten en de betrouwbaarheid van het eindproduct.

Vergeleken met het warme vormproces heeft het koudvormen van titaniumlegeringen aanzienlijke voordelen, zoals gestroomlijnde processen, een hoge materiaalbenutting, een uitstekend vervormingsversterkend effect en lage productiekosten. De algehele productie-efficiëntie en economische prestaties zijn 1 tot 2 keer verbeterd in vergelijking met het traditionele smeedproces, en het is de reguliere vormmethode geworden voor bouten, klinknagels en precisiebevestigingsmiddelen van titaniumlegeringen in de ruimtevaart. De industrie heeft echter nog geen uniforme evaluatiestandaard ontwikkeld om de micro{4}}scheurdefecten aan het oppervlak te definiëren na het koudvormen van titaniumlegeringen, wat resulteert in een gebrek aan een systematische basis voor het matchen van procesparameters, controle van de oppervlaktekwaliteit en controle van de vormingsstabiliteit tijdens het productieproces. Daarom is diepgaand onderzoek naar de correlatiewetten tussen de oppervlakteruwheid, compressiesnelheid en microscheurtjes in de koude richting van staven van G5-titaniumlegeringen van groot belang voor het optimaliseren van het vormingsproces in de koude richting en het verbeteren van de vormkwaliteit van bevestigingsmiddelen voor de lucht- en ruimtevaart. Dit technische onderzoek gebruikt verschillende specificaties van gegloeide Gr5 koudgetrokken titaniumstaven als testobjecten, analyseert systematisch de microstructuur, fasestructuur en mechanische eigenschappen van de grondstoffen, combineert optische microscopie, scanning-elektronenmicroscopie microscopische detectie en eindige elementenvormende simulatie om het hele proces van de evolutie van de microstructuur, de spanningsverdeling en de isothermische fasetransformatie-eigenschappen van de Gr5-titaniumlegering tijdens koude vervorming te herstellen, en sorteert nauwkeurig de invloedsmechanismen van oppervlakteomstandigheden en vervormingsparameters bij vormdefecten bij koude koers.

Bij de test werden staven van GR5-titaniumlegering van 6,5 mm- geselecteerd die alleen werden onderworpen aan een draaibewerking en zonder een fijne slijpbehandeling voor een vergelijkingstest in koude richting. Onder een compressiesnelheid van 60% waren er geen zichtbare macroscopische scheuren op het monster als geheel, en de algehele integriteit van het gevormde uitpuilende oppervlak was goed. Bij observatie met elektronenmicroscopie met hoge{6}}vergroting kon echter duidelijk worden waargenomen dat typische micro-oppervlaktescheuren in een richting van 45 graden verschenen aan de uitpuilende kant van het grote vervormingsgebied van de koude richting, wat behoort tot de typische micro-afschuiffouten van het type -afschuiving bij koude vervorming van titaniumlegeringen. Een grote hoeveelheid testgegevens geeft aan dat wanneer de oppervlakteruwheid van de GR5-staven van titaniumlegering binnen een redelijk bereik wordt geregeld, met een ruwheid Ra kleiner dan of gelijk aan 0,6, en de vormcompressiesnelheid niet hoger is dan 75%, de producten met koude kop geen macroscopische scheurdefecten hebben en de algehele vormcontour regelmatig is en de vervorming uniform en stabiel is. Zelfs zonder macroscopische defecten verschijnt er onder de microscopische observatieomstandigheden met hoge vergroting nog steeds een regelmatige 45 graden micro{18}}scheurmorfologie aan de uitpuilende kant van de koude kop, wat een typisch microscopisch kenmerk is van koudvervormen van titaniumlegeringen onder grote compressievervorming.

Vanuit het perspectief van het procesmechanisme is het koudvormen van titaniumlegeringen een proces dat sterke drukspanningen en grote plastische vervormingen met zich meebrengt. De micro-ruwheidsstructuur op het oppervlak van de grondstof zal tijdens het vervormingsproces een lokale spanningsconcentratie vormen. Naarmate de compressieverhouding toeneemt, neemt de spanningsgradiënt op het oppervlak voortdurend toe, en uiteindelijk zullen er micro-scheuren van 45 graden ontstaan in de richting van de maximale schuifspanning. Hoewel deze micro-scheurtjes geen macroscopisch falen vormen, hebben ze een directe invloed op de oppervlakteafwerking, weerstand tegen vermoeiing en servicestabiliteit van bevestigingsmiddelen voor de lucht- en ruimtevaart, en zijn het onzichtbare defecten die nauwkeurig moeten worden gecontroleerd in het productieproces van hoogwaardige titanium bevestigingsmiddelen voor de lucht- en ruimtevaart.

Dit procesonderzoek heeft duidelijk de overeenkomende relatie tussen de oppervlaktekwaliteit van grondstoffen en vormparameters geverifieerd, en heeft het veilige procesbereik voor het koudvormen van Gr5-titaniumlegeringen verduidelijkt. Het biedt solide experimentele gegevens en theoretische ondersteuning voor de industrie om een uniforme standaard voor de evaluatie van micro-scheuren vast te stellen, het productieproces voor koude kop te optimaliseren en de kwaliteit van eindproducten nauwkeurig te controleren. Door de oppervlakteruwheid van de titaniumstaaf strikt te controleren en de parameters voor compressievervorming wetenschappelijk te matchen, kan het op effectieve wijze de vorming van micro-scheuren in de koude richting onderdrukken, de vormingsnauwkeurigheid en servicebetrouwbaarheid van bevestigingsmiddelen van Gr5 titaniumlegering uit de ruimtevaart-kwaliteit stabiel verbeteren en een belangrijke procesbasis bieden voor grootschalige- en hoogwaardige- koudvervormproductie van hoogwaardige- titanium bevestigingsmiddelen voor de lucht- en ruimtevaart.

Specialty Grade 5 Titanium Rod for aerospace and medical supplier Grade 5 Titanium Rod Factory