Der Schmiedeprozess von Titanlegierungen ist in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet.
Die Hauptmerkmale von Titanlegierungen sind ein geringes spezifisches Gewicht, eine hohe Festigkeit sowie eine gute Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Sie sind zum Hauptmaterial für moderne Flugzeugspannungskomponenten geworden, wodurch das Gewicht von Flugzeugen erheblich reduziert wird. Unter ihnen sind TC4 (Ti-6AL-4V) und TC4 (Ti-6AL-4V) und TB6-Titanlegierungsschmiedestücke in der Luftfahrtfertigung weit verbreitet.
Klassifizierung von Titanlegierungen und Schmiedeverfahren
Entsprechend der Mikrostruktur bei Raumtemperatur können Titanlegierungen in drei Typen eingeteilt werden: Legierungen vom -Typ, Legierungen vom Plus-Typ und Legierungen vom -Typ. Unter ihnen hat die Thermoplastizität von Legierungen vom und Plus-Typ wenig Beziehung zur Verformungsrate, während die Legierungen vom -Typ wenig Beziehung zur Verformungsrate haben. Gute Schmiedbarkeit, aber zu niedrige Temperatur kann zu -Phasenausscheidung führen.
Der Schmiedeprozess von Titanlegierungen wird gemäß der Beziehung zwischen Schmiedetemperatur und Beta-Umwandlungstemperatur in herkömmliches Schmieden und Hochtemperaturschmieden unterteilt.
Konventionelles Schmieden von Titanlegierungen
Herkömmlich verformte Titanlegierungen werden normalerweise unterhalb der Beta-Umwandlungstemperatur geschmiedet, was als herkömmliches Schmieden bezeichnet wird. Entsprechend der Erwärmungstemperatur des Knüppels im (Plus-)Phasengebiet kann es in das Schmieden des oberen Zweiphasengebiets und das Schmieden des unteren Zweiphasengebiets unterteilt werden.
Niedrigeres Zwei-Phasen-Schmieden
Das Schmieden im unteren Zweiphasenbereich erfolgt im Allgemeinen durch Erhitzen und Schmieden bei 40 bis 50 Grad unterhalb der Umwandlungstemperatur. Zu diesem Zeitpunkt sind die Primärphase und gleich und beteiligen sich an der Verformung. Je niedriger die Verformungstemperatur, desto mehr Phasen sind an der Verformung beteiligt. Verglichen mit der Deformation in der Region wird der Rekristallisationsprozess der Phase in der unteren Zweiphasenregion schnell beschleunigt, und die durch Rekristallisation gebildeten neuen Körner scheiden sich nicht nur entlang der deformierten ursprünglichen Korngrenzen aus, sondern auch in den Korngrenzen und Schichten . tritt innerhalb der -Zwischenschicht auf. Die nach diesem Verfahren hergestellten Schmiedestücke weisen eine hohe Festigkeit und gute Plastizität auf, haben aber noch großes Potenzial in Bezug auf Bruchzähigkeit und Kriecheigenschaften.
Oberes Zweiphasenschmieden
Es beginnt bei einer Temperatur von 10-15 Grad unter dem /( plus ) Umwandlungspunkt zu schmieden. Die endgültige Mikrostruktur nach der Verformung enthält eine stärkere Umwandlungsmikrostruktur, die das Kriechverhalten und die Bruchzähigkeit der Mikrostruktur verbessern kann und der Titanlegierung sowohl Plastizität als auch Festigkeit und Zähigkeit verleiht.
Hochtemperaturschmieden von Titanlegierungen
Auch als "Beta-Schmieden" bekannt, wird es in zwei Arten unterteilt: Die erste ist ein Prozessverfahren, bei dem der Knüppel im Beta-Bereich erhitzt wird und das Schmieden im Beta-Bereich begonnen und abgeschlossen wird; Das zweite ist, dass der Knüppel im Beta-Bereich erhitzt wird und das Schmieden im Beta-Bereich beginnt. Und steuern Sie eine große Menge an Verformung, um den Schmiedeprozess im Zweiphasenbereich abzuschließen, der als "Sub-Beta-Schmieden" bezeichnet wird. Verglichen mit dem Schmieden im Zweiphasenbereich kann das Schmieden eine höhere Kriechfestigkeit und Bruchzähigkeit erzielen und ist auch vorteilhaft für die Verbesserung der zyklischen Ermüdungseigenschaften von Titanlegierungen.
Isothermes Schmieden von Titanlegierungen
Dieser Prozess nutzt die Superplastizität und den Kriechmechanismus des Materials, um komplexere Schmiedestücke herzustellen, wobei das Gesenk vorgewärmt und im Bereich von 760-980 Grad gehalten werden muss; Die hydraulische Presse übt einen Druck mit einem vorbestimmten Wert aus, und die Arbeitsgeschwindigkeit der Presse wird durch den Rohling bestimmt. Der Verformungswiderstand wird automatisch angepasst. Da die Form in eine beheizte Form geändert wird, ist es nicht erforderlich, einen sich schnell bewegenden Strahl zu verwenden, um ein Abschrecken zu vermeiden. Viele Schmiedeteile, die in Flugzeugen verwendet werden, haben die Eigenschaften einer dünnen Wand und einer hohen Rippe, daher wurde dieses Verfahren in der Luftfahrtherstellung angewendet, wie beispielsweise das isotherme Präzisions-Gesenkschmiedeverfahren der TB6-Titanlegierung für einen bestimmten Typ von Haushaltsflugzeugen.
