Indflydelse af smedningsprocessen på mikrostruktur og egenskaber af titaniumstænger

Grade 5 titanium barsmedematerialer er hovedsageligt rent titanium og titanlegeringer med forskellige komponenter. Materialets oprindelige tilstand omfatter titaniumstænger, barrer, metalpulvere og flydende metaller. Forholdet mellem metallets tværsnitsareal før deformation og tværsnitsarealet efter deformation kaldes smedningsforholdet. Korrekt valg af smedningsforhold, rimelig opvarmningstemperatur og holdetid, rimelig initial smedningstemperatur og endelig smedningstemperatur, rimelig deformationsmængde og deformationshastighed har et godt forhold til at forbedre produktkvaliteten og reducere omkostningerne. Generelt bruges runde eller firkantede stænger som emner til små og mellemstore smedegods. Barens kornstruktur og mekaniske egenskaber er ensartede og gode, formen og størrelsen er nøjagtig, overfladekvaliteten er god, og det er praktisk at organisere masseproduktion. Så længe opvarmningstemperaturen og deformationsforholdene kontrolleres rimeligt, kan smedegods med fremragende ydeevne smedes uden store smededeformationer. På fly anvendes titanlegeringer hovedsageligt til fremstilling af hovedspændingskomponenter såsom dragere, landingsstel, propelnav og led; på motorer bruges titanlegeringer hovedsageligt til fremstilling af adapterringe, hjulblæsere, kompressorskiver og -vinger osv. opvarmede dele.

Titaniumlegeringer er meget følsomme over for smedningsprocesparametre. Ændringer i smedetemperatur, deformation, deformation og afkølingshastighed vil forårsage ændringer i mikrostrukturen og egenskaberne af titanlegeringer. For bedre at kontrollere smedningens mikrostruktur og egenskaber, er avancerede smedningsteknologier såsom varmsmedning og isotermisk smedning blevet brugt i vid udstrækning i smedningsproduktionen af ​​titanlegeringer i de senere år. Ved anvendelse af konventionelle smedningsmetoder, generelt set, kan titanlegeringer opnå ensaksede strukturer efter smedning, så de har høj stuetemperatur form og styrke. Det giver en gennemførlig metode til at løse dannelsen af ​​store og komplekse præcisionssmedninger af titaniumstænger. Denne metode har været meget brugt i produktionen af ​​titanium stænger. En af de mest effektive måder at forbedre flydendeheden af ​​titaniumstænger og reducere deformationsmodstand er at øge forvarmningstemperaturen af ​​formen. Isotermisk formsmedning og varmsmedning er blevet udviklet i de sidste 20 eller 30 år i ind- og udland.

Sådan forbedres udbyttet af Grade 5 titanium bar, blandt dem kan den lukkede formsmedningsmetode bruges til at smede titanium barer. Den lukkede formsmedning skal strengt begrænse volumenet af det originale emne, hvilket komplicerer materialefremstillingsprocessen. Hvorvidt der skal anvendes lukket formsmedning, bør overvejes ud fra to aspekter af profit og procesgennemførlighed. Efterfølgende varmebehandling og bearbejdning af det endelige emne kun. Smedetemperaturen og deformationsgraden er de grundlæggende faktorer, der bestemmer legeringens struktur og egenskaber. Varmebehandlingen af ​​titaniumstænger er forskellig fra den af ​​stål, og formsmedning bruges normalt til at fremstille former og størrelser tæt på skrot. Det spiller ikke en afgørende rolle i strukturen af ​​legeringen. Derfor har processpecifikationen for det sidste trin af titaniumstangen en særlig vigtig rolle. Det er nødvendigt at gøre den samlede deformation af emnet ikke mindre end 30%, og deformationstemperaturen overstiger ikke faseovergangstemperaturen. For at opnå høj styrke og plasticitet på samme tid bør temperaturen og deformationen fordeles så jævnt som muligt i det deformerede emne.

Efter omkrystallisationsvarmebehandling er Grade 5 titanium bar og ydeevne ensartethed ikke så god som stål smedegods. I området med intens metalstrøm er den lave forstørrelse fuzzy krystaller, og den høje forstørrelse er ensaksede fine krystaller; i området svært at deformere, på grund af den lille mængde deformation eller ingen deformation, bevarer strukturen ofte tilstanden før deformation. Derfor er det, ud over at kontrollere deformationstemperaturen under TB og et passende deformationsniveau, meget vigtigt at kontrollere strukturen af ​​det originale emne, når du smeder nogle vigtige titanium stangdele (såsom kompressorskiver, knive osv.). Ellers vil den grove kornstruktur eller Nogle defekter gå i arv i smedningen, og den efterfølgende varmebehandling kan ikke elimineres, hvilket vil føre til skrotning af smedningen.

I det skarpe deformationsområde, hvor den termiske effekt er lokalt koncentreret, ved smedning af titanium stangsmedninger med komplekse former på hammeren. Selvom opvarmningstemperaturen er strengt kontrolleret, kan metallets temperatur stadig overstige legeringens TB. For eksempel, når et titaniumstangemne med et I-formet tværsnit er smedet, er hammeren for tung, og den lokale temperatur i midten (baneområdet) skyldes effekten af ​​deformations termisk effekt. Kanten er lokalt høj med omkring 100 grader. Derudover er en grovkornet struktur med relativt lav plasticitet og holdbarhed let at danne under opvarmningsprocessen efter formsmedning i det svært deformerbare område og området med et kritisk deformationsniveau. Derfor er de mekaniske egenskaber af smedegods med komplekse former på hammeren ofte meget ustabile. Det vil dog føre til en kraftig stigning i deformationsmodstanden, selvom en reduktion af smedevarmetemperaturen kan eliminere risikoen for lokal overophedning af emnet. Øget værktøjsslid og strømforbrug nødvendiggør brug af mere kraftfuldt udstyr. Under åben formsmedning udgør grattabet 15 %-20 % af råemnets vægt. Det teknologiske spild af spændedelen (hvis denne del skal efterlades i henhold til formsmedningsbetingelserne) udgør 10 % af råemnets vægt. Det relative tab af gratmetallet er normalt med råemnet. For nogle smedegods med asymmetrisk struktur, stor forskel i tværsnitsareal og delsmedninger, der er svære at fylde, kan gratforbruget være helt op til 50 %. Selvom der ikke er grattab i lukket matricesmedning, er emnefremstillingsprocessen kompliceret, og flere multiple overgangsværktøjsriller vil uden tvivl øge hjælpeomkostningerne.