Afköst GR5 títan smíða undir vökva pressu og smíða hamar smíða ferli

Formáli

GR5 títan álfelgur hefur góða alhliða eiginleika og er hægt að nota í geimferðum, jarðolíu, sjávarverkfræði, flutningum og öðrum sviðum. Með hraðri þróun loftferðaiðnaðar í Kína eykst eftirspurn eftir GR5 títan álfelgur einnig. Þess vegna eru rannsóknir á GR5 títan álfelgur mjög mikilvægar.

Smíða er sérstök vinnslutækni sem getur bætt styrk og hörku málmefna verulega. Það hefur kosti mikillar framleiðslu skilvirkni, lágs framleiðslukostnaðar og góð vörugæði. Með þróun og framþróun smíðatækni er smíðatækni einnig í stöðugri þróun. og fullkomnun.

Undanfarin ár hafa smíðar úr títanblendi orðið meira og meira notaðar á sviði geimferða og frammistöðukröfur þeirra hafa orðið sífellt hærri. Hvernig á að undirbúa hágæða, afkastamikil GR5 títan álfelgur hefur orðið brýnt vandamál á sviði flugmála.

Framleiðsluferli títan álfelgur smíða

Títan ál er málmefni með framúrskarandi alhliða eiginleika. Vegna lítillar þéttleika, mikils sérstakrar styrks og góðs tæringarþols er það mikið notað í geimferðum, sjóverkfræði og öðrum sviðum. Sem stendur felur framleiðsluferlið títan málmblöndur aðallega í sér smíða og steypu, þar af smíða er skipt í kalt smíða og heitt smíða.

Í kaldsmíði er smíðahamar notaður til að slá lóðrétt á títan álfelgur við stofuhita, sem veldur því að málmurinn flæðir hægt og jafnt eftir endilöngu smiðjunni, til að mynda samræmda örbyggingu inni í smiðjunni. Kostir köldu smíða eru einfaldur búnaður, breitt smíðahitasvið, hentugur fyrir fjöldaframleiðslu og lágan framleiðslukostnað; Ókostirnir eru flókið mótunarferli, mikil aflögunarþol og langur mótunartími.

 

Heitt mótun vísar til myndunar fjölda örbyggingar- og byggingargalla, svo sem martensíts, ferríts osfrv., Inni í mótuninni með heitri útpressun, jafnhitamótun, jafnhitagerð og öðrum ferlum. Kostir heita smíða eru einfaldur búnaður og hæfni til að standast mikla aflögunarkrafta og aflögunarhitastig; ókostirnir eru langir framleiðslulotur og lítil framleiðsluhagkvæmni.

Í smíðaferli GR5 títan álfelgur, vegna þess að eigin varmaþenslustuðull er frábrugðinn hefðbundnum málmefnum, hefur það breitt smíðahitasvið og góða heita vinnslueiginleika.

Þess vegna eru GR5 títan málmblöndur almennt framleiddar með smíða. Til að tryggja gæði GR5 títan álfelgurs járnsmíði, eru þau almennt hituð í vinnsluhitasvið áður en þau eru svikin með pressu.

Fyrir heitt mótun á títan málmblöndur eru nú tvær meginaðferðir: ein er að setja smíðað stykki inn í hitunarofninn og hita það að ferlishitastigi áður en það er mótað; hitt er að heitt smíða títan málmblönduna í gegnum heitt mótun. Meðal þeirra vísar heitt mótun til aðferðar þar sem títan málmblöndu sem hefur verið hituð að ferlishitastigi er sett í mót og myndað í gegnum mótið.

Kostirnir við heitt mótun eru lítil aflögunarþol og samræmd aflögun, sem getur dregið úr innri göllum smíða og bætt gæði og frammistöðu smíða; ókosturinn er sá að það krefst mikillar víddarnákvæmni og lögunarnákvæmni smíða.

Það eru þrjár helstu aðferðir við heitt mótun á títan málmblöndur: ein er samfelld smíða, sem notar vélar til að smíða stöðugt smíða, sem er einnig mest notaða aðferðin um þessar mundir; hitt er hálf-samfelld smíða, sem þýðir að smíðarnar snúast í mótinu, en þær geta það ekki. Stöðugt smíða er framkvæmt; sá þriðji er frjáls smíða, það er að segja að enginn snúningur er gerður á meðan á smíðaferlinu stendur, en hægt er að beygja smiðjuna.

Skipulagsathugun og greining

Þegar fylgst er með málmfræðilegri uppbyggingu GR5 títan ál járnsmíði má sjá að uppbygging grófsins eftir smíða er næstum hringlaga súlulaga martensít + lítið magn af varðveittu austeníti, en uppbygging smíðannar er næstum hringlaga súlulaga martensít + lítið magn af varðveittu austeníti. Það er augljós munur á þessum tveimur líkömum og eyðan hefur mikla hliðarrýrnun eftir smíða, sem leiðir til munar á hliðarstærð smíðannar.

Meðan á smíðaferlinu stendur, vegna hás hitastigs vökvapressunnar, er háhita málmblönduna fljótt hituð upp í yfir 1000 gráður, sem leiðir til of mikils smíðahitunarhraða, ófullnægjandi slökkvistarfs og yfirborðsoxunar.

Á sama tíma leiðir of hátt smíðahitastig einnig til óhóflegrar aflögunar meðan á smíðaferli vökvapressunnar stendur og oxun og afkolun eiga sér stað við síðari upphitun. Þessar tvær ástæður leiða til mikils munar á hliðarstærðum smíða.

Greining á örbyggingu smiðjanna sýnir að kælihraði meðan á smíðaferlinu stendur er tiltölulega stór, en kælihraði eyðublaðsins eftir vökvavélasmíði er tiltölulega lítill. Of mikil hitahækkun í smíðaferlinu veldur miklum mun á þvermáli smíðanna. Á sama tíma, meðan á smíðaferlinu stendur, vaxa smíðakornin einnig í mismiklum mæli.

Vegna hraðs kælingarhraða eyðublaðsins eftir smíða er kornastærð smíðannar mjög mismunandi. Kornastærð smíðannar meðan á smíðaferlinu stendur er verulega stærri en kornastærð eyðublaðsins eftir smíða með vökvavél; örbyggingin sem framleidd er í smíðaferlinu er aðallega næstum hringlaga og súlulaga. Martensít + lítið magn af austeníti sem varðveitt er; í smíðaferlinu eru smíðakornin gróf og ójafnt dreift.

Vegna mikils smíðahitastigs hefur GR5 títan álfelgur mikinn styrk og hörku við stofuhita, en smíðahitastigið er of lágt, sem leiðir til ófullnægjandi plastaflögunargetu, ófullnægjandi slökkvi og oxunar.

Þar að auki, vegna hás hitunarhitastigs vökvapressunnar, á sér stað oxun við smíða og oxíðskala birtist á yfirborði endanlegrar sviknu eyðublaðsins.

Tilraun togeigna

Togeiginleikar við herbergishitastig GR5 títan álfelgurs eru fyrir áhrifum af mörgum þáttum, þar á meðal samsetningu álfelgur, kornastærð, álagshraða, aflögunarstig osfrv.

Í fyrsta lagi er þvermál járnsmíðar yfirleitt minna en heitvalsaðra stanga. Aflögunarhitastigið er lægra við smíðahitun og erfitt er að stjórna aflögunarstigi meðan á aflögunarferlinu stendur. Þess vegna eru togeiginleikar járnsmíði mjög fyrir áhrifum af grunnefninu og smíðaferlinu. Við sömu aðstæður eru togeiginleikar GR5 títan álfelgur sem er smíðaður með vökvapressu betri en þeirra sem eru smíðaðir með smíðahamri, en það er lykilvandamál við smíða hamarsmíði - heitþjöppunaraflögun.

Vegna þess að það er ákveðin upphitun og kæling meðan á smíðaferli vökvapressunnar stendur, er hægt að stjórna aflögunarhitastigi og aflögunarhraða betur meðan á hitameðferð stendur og tryggja þannig meiri mýkt. Vegna lægra upphitunarhitastigs og hraðari kælihraða við smíða hamarsmíði er mýkt járnsmíði ekki eins gott og vökvapressa smíða.

Við sömu aðstæður getur smíðað verulega bætt togþol GR5 títanálblöndu meira en hamarsmíði. Fyrir GR5 títan álfelgur smíðar með sömu forskriftir eru togeiginleikar vökvapressunar smíða betri en smíða hamar smíða; Við sömu aðstæður getur smíða hamar smíða verulega bætt togþol GR5 títan álfelgur en vökva pressa smíða.

Þegar afrakstursstyrkurinn er sá sami, eru togeiginleikar GR5 títan álfelgur sem eru smíðaðir með vökvapressu betri eftir smíðar en GR5 títan álfelgur smíðaðir með smíðahamri. Þetta er vegna þess að vökvapressa smíðar hafa litla innri afgangsálag vegna þátta eins og lítillar aflögunar, lágt aflögunarhitastig og hægur aflögunarhraði; og togeiginleikar GR5 títan álfelgur sem smíðað er með smíðahamri eftir smíða eru betri en eftir smíða með vökvapressu.

Þetta er vegna þess að þegar smíðað er með smíðahamri myndast mikil afgangsspenna við smíða- og hamarferlið, sem veldur mikilli togspennu inni í efninu, sem leiðir til mikillar plastaflögunar efnisins; á meðan þegar smíðað er með vökvapressu, meðan á smíðaferlinu stendur. Málmurinn er í frjálsu flæðandi ástandi og það er engin afgangsspenna inni í efninu, þannig að tryggt er hversu plast aflögun efnisins er.

Greining á árangri af frammistöðu vélrænna prófa

Styrkgildi og lenging GR5 títan álsýnisins eftir smíða með vökvapressu eru meiri en eftir smíða með smíðahamri. Þetta er vegna þess að mikill fjöldi óhreinindaþátta er framleiddur inni í smíðaferlinu og tilvist þessara óhreinindaþátta veldur því að GR5 títanblendi verður aflögun. Alvarleg endurkristöllun.

Meðan á veltingunni stendur, vegna mikils veltingsþrýstings, er fyrirbæri streituþéttni augljóst. Sumir óhreinindaþættir eru pressaðir inn í GR5 títan málmblönduna og mynda grófan Ti-ríkan fasa á kornamörkunum, sem veldur því að mikil orka myndast inni í smiðjunni. Tilfærslurnar og lausar stöður veita skilyrði fyrir frekari aflögun GR5 títan álfelgur.

Styrkleikagildi GR5 títan álsýnisins eftir smíða með smíðahamri er lægra en sýnisins eftir smíða með vökvapressu. Þetta er vegna þess að mikill fjöldi tilfærslna og tómarúma myndast inni í smiðjunni við smíðahamarsmíðina og litlar agnir myndast á kornamörkunum. Ti-ríkur fasinn veldur augljósri endurkristöllun GR5 títan álfelgur.

Það má sjá að broteiginleikar GR5 títan álsýnisins eftir smíða með smíðahamri eru: aðallega sveigjanlegt beinbrot, bætt við staðbundið brothætt brot.

Þetta er vegna mikils smíðaþrýstings meðan á smíðahamarsmíði stendur, sem veldur því að sum óhreinindi mynda grófa Ti-ríka fasa á kornamörkunum. Á sama tíma myndast mikill fjöldi tilfærslna og lausra starfa við smíðahamarsmíðina, sem veldur augljósum breytingum á GR5 títanblendi. endurkristöllunarfyrirbæri.

Vegna lágs smíðahitastigs og hraðs smíðahraða við smíða hamarsmíði myndast mikill fjöldi sprungugjafa, svitahola og annarra gallaðra þátta inni í efninu, sem leiðir til augljósrar endurkristöllunar GR5 títan álfelgur.

Umsóknarhorfur og þróunarstefna

GR5 títan álfelgur er mikið notað í geimferðum, lækningatækjum, flutningum og öðrum sviðum vegna framúrskarandi alhliða eiginleika þess. Sérstaklega á sviði geimferða hefur GR5 títan álfelgur orðið aðalefnið.

GR5 títan álfelgur hefur þá kosti lágþéttni, hár sértækur styrkur og sérstakur stífni, háhitaþol og tæringarþol. Það er mikið notað við framleiðslu á helstu burðarhlutum eins og flugvélarsnúningum, skottum, skrokkstyrkingargrindum og aðal- og aukaeldsneytisgeymum.

Þar sem GR5 títan álfelgur hefur meiri styrk og mýkt við stofuhita er þörf á lausn meðhöndlunar meðan á smíði stendur til að bæta eiginleika þess. Hins vegar mun uppbygging GR5 títanálblöndu dreifist ójafnt í smíðaferlinu og grófur fasi myndast við kælingu, sem leiðir til minnkunar á vélrænni eiginleikum málmblöndunnar.

Í því skyni að bæta smíða uppbyggingu GR5 títan álfelgur, eru nú tvær algengar aðferðir: ein er að framkvæma solid lausn meðhöndlun fyrir smíða, svo sem vökva pressa heitt deyja smíða; hitt er að framkvæma meðhöndlun á föstu lausnum meðan á smíðaferlinu stendur, svo sem að smíða hamarsmíði.

Í raunverulegri framleiðslu, vegna flókins smíða hamar smíða vinnslubúnaðar, erfiðrar notkunar og hás framleiðslukostnaðar, er vökvapressa heitt deyja smíða nú algengara ferli.

Samanborið við vökvapressað heitt mótun, hefur yfirborðsgæði smíða hamarsmíði verið bætt til muna, kornin eru fíngerðari og einsleitari og hægt er að nota stóra þvermál móta móta til framleiðslu. Hins vegar er framleiðsluhagkvæmni smíða hamarsmíði lág og framleiðslukostnaður er hár. Það hefur ekki alveg komið í stað vökvapressunnar fyrir heitt mótunarferli.

Í framtíðinni, með þróun smíða hamar smíða tækni og rannsóknum á smíða tækni og búnaði, má spá fyrir um að framleiðslu skilvirkni og gæði smíða hamar smíða muni batna til muna.

Í raunverulegri framleiðslu, þar sem mikið magn af hita, krafti og höggálagi verður til við smíðaferlið, er nauðsynlegt að rannsaka áhrif jafnhitamótunar á uppbyggingu, vélræna eiginleika og vélrænan endingu smíða með hitauppgerðum tilraunum, og fá viðeigandi ferli breytur til að tryggja að smíða gæði.

Vegna mikillar framleiðslu skilvirkni og lítilla búnaðarkröfur smíða hamar smíða ferli, í framtíðinni getum við reynt að nota smíða hamar smíðar til að framleiða helstu byggingarhluta í geimferðum og öðrum sviðum, svo sem flugvélarhala, aðal- og hjálpareldsneytisgeymar, skrokkstyrkingargrind og aðrir helstu burðarhlutar. Fyrir sumar stórar smíðar á almennu borgaralegu sviði, vegna stórrar stærðar þeirra, er erfitt að framleiða þær með því að nota smíðahamar smíðaferlið.

Álit höfundar

Með þróun geimferðaiðnaðar landsins míns verða gæðakröfur fyrir smíðajárn úr títanblendi að verða hærri og hærri og smíðaferlið er einnig einn af mikilvægum þáttum sem hafa áhrif á gæði smíða.

Hins vegar, með þróun vökvapressa og smíðahamra í okkar landi, verða notkun þeirra sífellt útbreiddari. Hins vegar, vegna þess að verð á smíðahamrum er tiltölulega hátt og smíðaferlið er flókið, kjósa flest innlend geimferðafyrirtæki að velja vökvapressur til að klára vörur. Framleiðsla, en með auknum fjölda vökvapressa hafa smíðaferli hennar og gæði einnig batnað til muna.

Á sama tíma, vegna þess að hægt er að stilla smíðabreyturnar í samræmi við þarfir meðan á smíðaferlinu stendur, er smíðaferlið að verða sveigjanlegra og sveigjanlegra. Hins vegar, eins og er, getur innlend vökvapressutækni og búnaður Kína ekki fullnægt kröfum um smíðar á geimferðasviði. Þess vegna krefst þróun geimferðasviðsins smíði. Eftirspurn eftir tækni mun einnig aukast.

tilvísanir
1. Yao Weidong: Rannsóknir á smíðaferli og örbyggingareiginleikum GR5 títan álfelgur. "Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics", 2017,18 (01): 1036-1037.
2. He Xiaolin: Rannsóknir á heitu vinnuhegðun títan álfelgurs járnsmíði meðan á smíðaferlinu stendur. "China Forging", 2015 (11): 59-60.
3. Wei Guoli: Núverandi ástand og þróunarþróun stórfelldrar framleiðslu á títan álfelgur í mínu landi. "Efnisverndartækni", 2018 (05): 23-26.