Прыклады аналізу і прымянення працэсу каўкі тытана ў авіяцыйнай галіне

Прыклады аналізу і прымянення працэсу каўкі тытана ў авіяцыйнай галіне

1.Summarize

У выніку нацыянальнай эканомікі, навукі і тэхналогій Кітая ў апошнія гады авіяцыйная прамысловасць, авіяцыйная прамысловасць, якая ўвайшла ў новыя магчымасці развіцця, асабліва ў нацыянальным праекце "Вялікага самалёта", вытворчасць грамадзянскай авіяцыі стане новым эканамічным пунктам росту, што прывядзе да развіцця нацыянальнай эканомікі, мае шырокія перспектывы развіцця. Прадпрыемствы па вытворчасці грамадзянскай авіяцыі для пастаяннага паляпшэння сучаснага характару самалёта, надзейнасці, прыдатнасці, павышэння канкурэнтаздольнасці ўнутраных самалётаў на міжнародным рынку, выбару авіяцыйных вытворчых матэрыялаў усё больш і больш патрабавальных; Тытанавыя сплавы ў асноўным характарызуюцца невялікай удзельнай гравітацыяй, высокай трываласцю, і ў той жа час мае добрую цеплавую ўстойлівасць, каразійную ўстойлівасць, каб стаць галоўным выбарам матэрыялаў для сучасных кампанентаў самалётаў, што значна зніжае вагу самалёта, з якога TC4 (TI-6AL-4V) з'яўляецца галоўным матэрыялам самалёта. 6AL-4V) і TB6 Titanium сплаў у сплавах у авіяцыйных прыкладаннях.

2. Класіфікацыя тытанавага сплаву і працэсу кавання

According to the room temperature microstructure, titanium alloys can be divided into three types: α-type alloys, α + β-type alloys and β-type alloys, of which α and α + β-type alloys thermoplasticity and deformation speed is not very close to the relationship between α and β-type alloys have a good forging, but the temperature may be выклікана нізкай тэмпературай ападкаў α-фазы. Працэс кавання тытанавага сплаву класіфікуецца на звычайную каўчую і высокую тэмпературу, у залежнасці ад сувязі паміж тэмпературай кавання і тэмпературай β-пераходу.

2.1 Звычайная накаленне тытанавых сплаваў

Звычайна выкарыстоўваюцца дэфармаваныя тытанавыя сплавы звычайна падробленыя ніжэй тэмпературы β-пераходу, якая называецца звычайнай касцюм. Згодна з тэмпературай нагрэву нарыхтоўкі ў фазавай зоне (α + β), можна падзяліць на верхнюю двухфазную зону коўкі і ніжнюю двухфазную коўдру.

2.1.1 Ніжняя двухфазная каванне

Ніжняя двухфазная зона коўкі, як правіла, пры тэмпературы β трансфармацыі ніжэй за 40 ~ 50 ℃ Нагрэў і каванне, калі першасная α-фаза і β у той жа час для ўдзелу ў дэфармацыі. Чым ніжэй тэмпература дэфармацыі, тым больш колькасці фазы α, якая ўдзельнічае ў дэфармацыі. У параўнанні з дэфармацыяй β-зоны, у ніжняй двухфазнай вобласці працэсу перакрышталізацыі β-фазы рэзка паскорана, перакрышталізацыя адукацыі новых β-збожжавых не толькі дэфармацыі ападкаў β-мяжы збожжа, але і ў межах β-зерня і α-ламелі паміж β-міжрэпартаментам. Вытворчасць у гэтым працэсе кавання высокай трываласці, добрай пластычнасці, але яго трываласць і ўласцівасці пералому маюць вялікі патэнцыял.

2.1.2 Уверсе двухфазнай каўды

Ён знаходзіцца ў фазавым пераходзе β / (α + β) ніжэй за 10-15 ℃ тэмпература пачатку каўды. Канчатковая арганізацыя пасля дэфармацыі змяшчае больш β -трансфармацыйнай арганізацыі, можа палепшыць арганізацыю паўзучых уласцівасцей і трываласць разбурэння; так што пластычнасць, трываласць, трываласць і абодва.

2.2 Высокая тэмпературная каванне тытанавых сплаваў

Таксама вядомы як "β -каванне", падзеленая на два віды: Першы - гэта нарыхтоўка ў нагрэве β -зоны, у β -зоне для запуску і завяршэння працэсу кавання; Другі-гэта нарыхтоўка ў β-зоне нагрэву, у β-зоне, каб пачаць каванне, і кантраляваць дэфармацыю вялікай колькасці дэфармацыі ў двухфазнай зоне для завяршэння працэсу каўвання, які называецца "падкажаным пад каваннем пад каўці". У параўнанні з двухфазнай каўпаркай, β-каванне можа атрымаць больш высокую трываласць паўзучасці і трываласць на разбурэнне, але таксама спрыяе паляпшэнню працаздольнасці стомленасці тытанавага сплаву.

2.3 Ізатэрмічная нагрузка на тытанавыя сплавы

Працэс выкарыстоўвае звышпластычнасць матэрыялу і механізму паўзучы для атрымання больш складаных палад, патрабаванняў разагрэву цвілі і падтрымліваецца ў межах 760 ~ 980 ℃; Гідраўлічная прэса да загадзя вызначанага значэння ціску, хуткасці працы прэса пры дэфармацыі нарыхтовак супраціву да аўтаматычнай рэгулявання. Паколькі цвіль змяняецца на нагрэў, не трэба выкарыстоўваць так хутка рухаецца прамень, каб пазбегнуць хуткага астуджэння. Самалёт з вялікай колькасцю пакоўняў мае высокія характарыстыкі з тонкай сценкамі і рэбрамі, таму працэс быў ужыты ў авіяцыйнай вытворчасці, напрыклад, у айчынным самалёце TB6 тытанавы сплаў ізатэрмічнага працэсу кавання.

3, аналіз дэфектаў і ўдасканаленне працэсаў TC4

3.1 дэфекты і аналіз TC4 каэфіцыента і аналіз

Завод паводле тэставага вытворчасці падробкі Beacon TC4, тэставыя творы некалькі паказчыкаў каэфіцыента прадукцыйнасці не атрымаліся, у тым ліку індыкатар "пералома пералому стрэсу" - гэта менш за 5 гадзін, бо гэтая праблема павінна быць прааналізавана з металургічнай арганізацыі і марфалогіі TC4, а затым з працэсу сучэння, каб знайсці прычыну.

3.1.1 Металаграфічная арганізацыя TC4 і характарыстыкі марфалогіі

TC4 Titanium сплаў уяўляе сабой тытанавы сплаў α + β, які складаецца з Ti-6AL-4V, адпаленай арганізацыі для фазы α + β, якая змяшчае 6? α-стабілізаванага элемента алюмініевага ўмацавання α-фазы для паляпшэння трываласці стабілізацыі ванадыю β-фазы малая, таму колькасць β-фазы ў адпаленай арганізацыі невялікая, што складае каля 7-10?

Сплаў TC4 У розных умовах цеплавой апрацоўкі і цеплавой апрацоўкі доля асноўнай фазы α, β, характару і марфалогіі вельмі розныя. Тэмпература трансфармацыі β сплаву TC4 у 1000 ℃ або каля таго, калі TC4 награваецца да 950 ℃, паветранае астуджэнне пасля арганізацыі першаснай трансфармацыі α + β арганізацыі; напрыклад, нагрэты да 1100 ℃, астуджанага паветраным астуджэннем, гэта груба цалкам трансфармаваная β-фазавая арганізацыя, вядомая як арганізацыя Weiss. Калі нагрэў і дэфармацыя адначасова, эфект больш відавочны, сплаў TC4 награваецца да тэмпературы пераходу β вышэй, але дэфармацыя невялікая, гэта значыць фарміраванне арганізацыі WEI. Яго арганізацыйныя характарыстыкі: пластычнасць, трываласць на ўздзеянне ніжэй, але лепшая ўстойлівасць да паўзу. Калі пачатак тэмпературы дэфармацыі ў β-пераходзе вышэй, але ступень дэфармацыі досыць вялікая, тады арганізацыя характарызуецца: α-фазавая размежаванне межаў β-збожжа часткова здробненая, паласатая α-фаза часткова скажаецца, вядомая як чыстая арганізацыя, падобная на кошык. Характарызуецца пластычнасцю, трываласцю ўздзеяння лепш, чым арганізацыя WEI, падобная на эквіакс -арганізацыю, высокая тэмпература ўстойлівасці і прадукцыйнасць паўзучасці лепш. Калі тэмпература нагрэву ніжэй, чым тэмпература β-пераходу, і ступень дэфармацыі дастатковая, гэта значыць атрымаць эквіаксіальную арганізацыю. Ён характарызуецца лепшай агульнай працаздольнасцю, асабліва высокай пластычнасцю і ўздзеяннем трываласці. Калі плошча фазы α + β у высокатэмпературнай частцы дэфармацыі і высокатэмпературнага адпалу на гібрыднай арганізацыі, яе ўсебаковая працаздольнасць добрая.

З прыведзенага вышэй аналізу металаграфічнай арганізацыі можна меркаваць, калі зніжэнне прадукцыйнасці TC4 можа быць выклікана працэсам кавання дзвюх спасылак:
① Тэмпература нагрэву занадта высокая, дасягаючы або перавышае β -тэмпературу пераходу;
② Ступень дэфармацыі коўкі недастаткова вялікая.

3.1.2 Аналіз працэсу кароўкі TC4

Памер β -зерня β -сплаву β -сплаву β -тытана β і эфектыўнасць тэмпературы пакаёвай тэмпературы з павышэннем тэмпературы (β -фазавы пераход вышэй) β памеру збожжа, у той час як падаўжэнне і ўсаджванне секцыі становяцца меншымі, пластычнасць памяншаецца; Для таго, каб пераканацца, што ў сувязі TC4 ёсць добрыя агульныя характарыстыкі, павінна быць падроблена ніжэй за тэмпературу пераходу β. Супраціў дэфармацыі тытанавага сплаву вышэйшая, але дрэнная цеплаправоднасць; Каўкаючы ў сплаве патоку і моцнага малатка, атрыманая дэфармацыя можа прымусіць каўф, асобныя часткі тэмпературы перавышаюць тэмпературу β-пераходу, а таксама дэфармацыю ступені негарыту, занадта малых і іншых фактараў прывядуць да памеру збожжа, так што прадукцыйнасць зніжэння. Вышэйапісанае вышэйсказанае можна першапачаткова вызначыць, што прычыны прадукцыйнасці могуць прывесці да вынікаў, якія некваліфікаваныя: ① Партыя каэфіцыента нагрэву нарыхтоўкі.

① Партыя тэмпературы нагрэву нагрэву занадта высокая, больш за β пераходную кропку; ② Падкажаючы адзін час падчас каўды, тэмпература занадта высокая, больш чым β -кропка пераходу.

② Наладжванне адзінага малатка занадта цяжкага, так што адзіная ступень дэфармацыі занадта вялікая, што выклікае мясцовае перагрэў і збіраючы перакрышталізацыю, так што прадукцыйнасць зніжаецца.

③ Пасля кавання тэмпература ачысткі цеплавой апрацоўкі занадта высокая, так што тэмпература каўпарацыі TC4 перавышае β -кропку пераходу, фарміраванне арганізацыі Вэй, зніжаючы прадукцыйнасць павыкання.



3.2 TC4 Працэс каэфіцыента Параметры Змена і вынікі тэстаў

3.2.1 Выбар і вынікі тэставых параметраў

Для вышэйзгаданага аналізу змяніце параметры працэсу кароў TC4 (табліца 1) у той жа час, калі каванне звярніце ўвагу на хуткі хіт. (Заўвага: Памер матэрыялу ¢ 50 × 113, каванне памерам 50 × 65 × 65)

Вынікі выпрабаванняў: Усе паказчыкі прадукцыйнасці кваліфікаваныя, з якіх паказчыкі "нарэзанага стрэсу" перавышаюць 5 гадзін.

3.2.2 Аналіз вынікаў тэстаў

(1) Ад тэмпературы печы і пачатку тэмпературы коўкі тэмпература нагрэву не занадта высокая, нават калі больш за 20 ℃ усё яшчэ могуць быць падробленыя кваліфікаваныя дэталі.

(2) Праверце з дапамогай адзінага ўдару малаткавага ўдару хутка, тэставанне прадукцыйнасці да стандарту, даказваючы, што лёгкі хіт хутка - гэта павышэнне прадукцыйнасці кароў, з'яўляецца важным фактарам.

.

3.2.3 Праверка вынікаў тэстаў і заключэнне

Для далейшага праверкі вынікаў тэсту і вытворчасці тэсту (табліца 2) у малатках па -ранейшаму падтрымліваюць спосаб хуткага ўзбівання святла; Вынікі тэсту на каванне ўсе кваліфікаваныя, паказчыкі "пералому стрэсу" перавышаюць 5 гадзін.

Праверце да і пасля механічных уласцівасцей тытанавых сплаваў TC4, гл. Вышэй (табліца 3). Праз тэст прыйшоў да высновы, што: у вытворчасці падводзяцца да сплаваў тытана TC4, павінны строга кантраляваць параметры каэфіцыента працэсу; Па -першае, звярніце ўвагу на каэфіцыент у святле хутка, паменшыце колькасць дэфармацыі аднаразовага ўдару, а па -другое, тэарэтычнае значэнне тэмпературы кавання пасля каўкі павінна быць усталявана ў дыяпазоне 760 ~ 770 ℃, каб пераканацца, што якасць накадвання кароў TC4.

4. Перспектыва развіцця тытанавага сплаву на каўці

Працэс коўкі тытанавых сплаваў шырока выкарыстоўваецца ў авіяцыйнай, аэракасмічнай вытворчай прамысловасці, выкарыстоўваецца працэс ізатэрмічнай каэфіцыента каэфіцыента, выкарыстоўваецца пры вытворчасці дэталяў рухавіка і структурных кампанентаў самалётаў; Таксама ўсё больш і больш аўтамабільнай, электраэнергетычнай і ваенна -марской і іншых прамысловых сектараў вітаецца. У замежных краінах было падкрэслена прымяненне тытанавага сплаву да вельмі высокага ўзроўню, прымяняецца да павышэння тэмпературы сплаваў Tial і міжметалічных злучэнняў, і шмат даследаванняў; Для таго, каб лепш прымяніць гэтыя матэрыялы, і ў той жа час працэс дэфармацыі таксама правёў шмат даследаванняў. Людзі таксама звяртаюць усё больш увагі на больш высокую трываласць даследаванняў тытанавага сплаву тытана. Прымяненне тытанавых сплаваў і даследаванне працэсу кавання застанецца гарачай тэмай.