Процесс ковки титановых сплавов широко применяется в авиационном и аэрокосмическом производстве.
Основными характеристиками титановых сплавов являются малый удельный вес, высокая прочность, а также хорошая термостойкость и коррозионная стойкость. Они стали основным материалом современных авиационных стрессовых компонентов, что значительно снижает вес летательных аппаратов. Среди них поковки из титанового сплава TC4 (Ti-6AL-4V) и TC4 (Ti-6AL-4V) и TB6 из титановых сплавов широко используются в авиационном производстве.
Классификация титановых сплавов и кузнечных процессов
По микроструктуре при комнатной температуре титановые сплавы можно разделить на три типа: сплавы типа α, сплавы типа α+β и сплавы типа β. Среди них термопластичность сплавов α и α + β типа имеет мало отношения к скорости деформации, в то время как сплавы типа β имеют мало отношения к скорости деформации. Хорошая кузнечная способность, но слишком низкая температура может привести к α фазе осадков.
Процесс ковки титанового сплава делится на обычную ковку и высокотемпературную ковку в соответствии с соотношением между температурой ковки и температурой бета-превращения.
Традиционная ковка титановых сплавов
Обычно деформированные титановые сплавы обычно выковываются ниже температуры бета-превращения, которая называется обычной ковкой. По температуре нагрева заготовки в фазовой области (α+β) ее можно подразделить на верхнюю двухфазную область ковки и нижнюю двухфазную область ковки.
Нижняя двухфазная ковка
Ковка в нижней двухфазной области обычно выполняется нагреванием и ковкой при температуре от 40 до 50 °C ниже температуры трансформации β. В это время первичная фаза α и β одинаковы и участвуют в деформации. Чем ниже температура деформации, тем больше количество α фаз, участвующих в деформации. По сравнению с деформацией в β области процесс рекристаллизации β фазы в нижней двухфазной области быстро ускоряется, и новые β зерна, образованные рекристаллизацией, выпадают в осадок не только вдоль деформированных исходных β границ зерен, но и в β границ зерен и α листов. происходит внутри β-промежуточного слоя. Поковки, изготовленные в результате этого процесса, обладают высокой прочностью и хорошей пластичностью, но их прочность на разрушение и свойства ползучести по-прежнему имеют большой потенциал.
Верхняя двухфазная ковка
Он начинает ковать при температуре 10-15°C ниже точки трансформации β/(α+β). Конечная микроструктура после деформации содержит более β-трансформационную микроструктуру, которая может улучшить характеристики ползучести и ударную вязкость микроструктуры, а также сделать титановый сплав пластичным, прочным и ударным.
Высокотемпературная ковка титановых сплавов
Также известный как «бета-ковка», он делится на два типа: первый представляет собой технологический метод, при котором заготовка нагревается в бета-области, а ковка начинается и завершается в бета-области; во-вторых, заготовка нагревается в бета-области, а ковка начинается в бета-области. И контролировать большое количество деформаций, чтобы завершить процесс ковки в двухфазной области, называемой «суб-бета-ковкой». По сравнению с двухфазной региональной ковкой, β ковка позволяет получить более высокую прочность на ползучесть и ударную вязкость, а также полезно для улучшения циклических усталостных свойств титановых сплавов.
Изотермическая ковка титановых сплавов
Этот процесс использует механизм сверхпластичности и ползучести материала для получения более сложных поковок, требующих предварительного нагрева матрицы и поддержания в диапазоне 760-980 °C; гидравлический пресс подает давление при заданном значении, а рабочая скорость пресса определяется заготовкой. Сопротивление деформации регулируется автоматически. Поскольку форма меняется на нагретую, нет необходимости использовать такую быстро движущуюся балку, чтобы избежать закалки. Многие поковки, используемые в самолетах, имеют характеристики тонкостенных и высоких ребер жесткости, поэтому этот процесс был применен в авиационном производстве, например, изотермический процесс прецизионной штамповки из титанового сплава TB6 для определенного типа отечественных самолетов.
