Høj-blødgøringsegenskaber og smedningskontrol af titanlegeringer

Blødgøring ved høj-temperatur er den grundlæggende fysiske lov for smedning af titanlegering. Stigende temperatur intensiverer atomisk termisk bevægelse og reducerer dislokationsmodstand, hvilket fører til et betydeligt fald i materialestyrke og deformationsmodstand. Dette er grundlaget for plastisk formning aftitanlegeringer, men det har også en tendens til at forårsage procesproblemer såsom kornforstørrelse, ujævn ydeevne og dannelse af defekter.

 

 

1. Fysisk blødgøring

Forhøjet temperatur øger gitterets atomvibrationer og svækker atombinding, hvilket markant reducerer modstanden mod dislokationsbevægelse. Titaniumlegeringer har høj deformationsmodstand ved stuetemperatur, bevarer over 65% af deres styrke ved 400 grader og falder hurtigt over 600 grader. I dette trin falder strømningsspændingen kontinuerligt med temperaturstigning, i overensstemmelse med metallernes almindelige lov.

 

2. Fase Transformation Blødgøring

+ to-faseområde: Deformation er domineret af -faseglidning og -fasekoordineret deformation, med blødgøring ledsaget af dynamisk genopretning, hvor dislokationer omarrangeres, men ikke helt kan eliminere hærdning.

 

enkeltfaset-område: God plasticitet og lav deformationsmodstand, men korn er tilbøjelige til at blive groft, hvilket resulterer i et væsentligt fald i smedningens styrke og sejhed.

 

Nær-fase-transformationsområde: Optimal blødgørings- og plasticitetseffekt, velegnet til præcisionssmedning, men med et meget smalt proceskontrolvindue.

 

3. Dynamisk blødgøring

Dynamisk genopretning: Forekommer for det meste ved medium-lave temperaturer og høje belastningshastigheder. Dislokationer omarrangeres via slip og stigning, med begrænset blødgørende effekt og resterende arbejdshærdning.

 

Dynamisk omkrystallisation: Forekommer mest ved høje temperaturer og lave belastningshastigheder. Nye korn kerner og vokser, hvilket fuldstændigt eliminerer hærdning og raffinering af mikrostrukturen. For eksempel, når Gr5 er deformeret ved 920-950 grader og 0,01s⁻¹, er dynamisk omkrystallisation tilstrækkelig, og korn kan raffineres til 5-10μm.

 

Superplastisk blødgørende: Under specifikke temperaturområder og ekstremt lave belastningshastigheder domineres deformation af korngrænseglidning, med forlængelse på over 1000 %, velegnet til at danne komplekse præcisionskomponenter.

 

 

1. Kommercielt rent titanium

Blødgørende egenskaber: Stabil ydeevne under 300 grader, hurtig styrkereduktion over 350 grader, og deformationsmodstand ved 600 grader er kun 1/5 af den ved stuetemperatur.

 

Procespunkter: Smedetemperatur 800–900 grader, beskyttelse mod høj-temperaturoxidation påkrævet; god formbarhed, velegnet til åben matricesmedning og konventionel lukket matricesmedning.

 

2. + Skriv

Blødgørende egenskaber: Den mest udbredte, høj styrke ved 400-500 grader, tydelig blødgøring over 600 grader, og fasetransformationstemperatur T omkring 980-1020 grader.

 

Nøgleforskelle:

Smedning i + område: Danner en dupleks mikrostruktur med afbalanceret styrke-sejhed og optimal træthedsydelse.

Smedning i regionen: Tilbøjelig til kornforstørrelse og stærkt reduceret udmattelseslevetid, kun brugt til store-emner.

 

3. Tæt på- Type høj-temperatur

Blødgørende egenskaber: Indeholder elementer som Sn, Zr, Si, med stærk blødgøringsmodstand ved 600–650 grader og fremragende krybeegenskaber.

Procespunkter: Smedetemperatur 950–1000 grader, kontrolfaseandel under 30 % for at sikre høj-temperaturstabilitet.

 

4. Indtast

Blødgørende egenskaber: Højt indhold af Mo og V, høj fasetransformationstemperatur, lav høj-temperatur deformationsmodstand og god hærdbarhed.

 

Procespunkter: Vedtag regionsmedning, lav belastningshastighed for at fremme dynamisk omkrystallisering og undgå ujævn faseudfældning.

 

 

1. Smedetemperatur

Temperaturområde: Konventionel smedning i + område; præcision/isotermisk smedning i nær-fase-transformationsområde; smedning kun til stor blank tandsmedning, efterfulgt af + region finish smedning.

 

Temperaturkontrolkrav: Opvarmning i vakuum/atmosfæreovn, temperaturkontrol ±5 grader, holder i 1-2 timer; temperaturudsving for matrice og emne i isotermisk smedning ±5 grader, temperaturfald i konventionel smedning ikke over 50 grader; endelig smedningstemperatur Større end eller lig med 850 grader for at forhindre revner.

 

2. Deformationshastighed

Lav hastighed: Til isotermisk/superplastisk smedning, ensartet mikrostruktur, velegnet til rumfartspræcisionsdele.

Middel hastighed: Til konventionel lukket matricesmedning, balancering af effektivitet og kvalitet.

Høj hastighed: Kun til simple dele, udsat for overophedning, grove korn og revner.

 

3. Deformationsgrad og tilstand

Deformationsmængde: Enkelt gennemløb 40–60 %, total deformation Større end eller lig med 70 % for at forfine mikrostrukturen.

Deformationstilstand: Isotermisk smedning med høj præcision; multi-smedning for at forbedre isotropi; radialsmedning velegnet til lange skaftdele.

 

4. Høj-temperaturbeskyttelse

Vakuum/argon beskyttelse, iltindhold<10ppm;

Brug beskyttende belægning til friktionsreduktion og oxidationsmodstand;

Forkort holdetiden for høj-temperatur, og arbejd kontinuerligt.

 

5. Matricer og udstyr

Matricer: Molybdæn/nikkel-baserede matricer til isotermisk smedning, forvarmet til over 80 % af emnetemperatur, matricereparation, når sliddet overstiger 0,2 mm.

Udstyr: Brug hydraulisk servopresse med infrarød temperaturmåling i lukket-sløjfe-temperaturkontrol.

 

6. Digital Simulering

Brug DEFORM, ABAQUS til at simulere feltvariabler og mikrostrukturudvikling, hvilket reducerer skrothastigheden med 20 % og forbedrer mikrostrukturens ensartethed med 30 %.

 

 

Ruihang er en teknologi- og innovationsvirksomhed, der integrerer R&D, produktion og salg i ét integreret system. Hvis du har indkøbsbehov, er du velkommen til at kontakte os:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.