Diversità e tecnologia di lavorazione della struttura in lega di titanio
Le leghe di titanio di solito richiedono la lavorazione termica nella zona monofase β o α+β zona bifase per ottenere prodotti con una certa struttura e proprietà. La selezione dei parametri di lavorazione termica ha un impatto importante sulle proprietà di lavorazione e microstruttura delle leghe di titanio. Negli ultimi anni, la ricerca domestica nel campo della lavorazione termica della lega di titanio è aumentata di giorno in giorno e l'applicazione della tecnologia di simulazione termica e della tecnologia di simulazione numerica nel meccanismo di deformazione termica in lega di titanio e nella legge sull'evoluzione delle microstrutture è particolarmente importante.
La lega di titanio è stata ampiamente utilizzata nel settore aerospaziale e in altri campi grazie alle sue eccellenti proprietà come bassa densità, alta resistenza specifica e resistenza allo scorrimento. La lega di titanio ha le caratteristiche di bassa duttilità, grande resistenza alla deformazione e evidente anisotropia. Pertanto, la lega di titanio è molto sensibile ai parametri del processo di deformazione termica. Questo articolo introduce la tecnologia di simulazione fisica e la tecnologia di simulazione numerica e la sua applicazione nel campo della lavorazione termica in lega di titanio. Si concentra sullo stato applicativo della tecnologia di simulazione nel meccanismo di deformazione a caldo in lega di titanio, sulla previsione e sul controllo dei difetti e sull'evoluzione delle microstrutture e sottolinea i problemi da risolvere e le tendenze di sviluppo nell'attuale simulazione di formatura a caldo in lega di titanio.
Con la stretta integrazione della tradizionale tecnologia di lavorazione della plastica e della moderna tecnologia informatica in tutte le direzioni, i metodi di progettazione empirica tradizionali vengono sostituiti in modo rapido ed efficace dal design analogico. Prima di progettare e determinare il processo di formatura della plastica, devono essere disponibili alcuni dati predittivi o risultati e di solito è necessaria la simulazione del processo. Questo tipo di simulazione prima della produzione effettiva è generalmente divisa in simulazione fisica e simulazione numerica. Applicazioni tipiche della tecnologia di simulazione termica.
1. Molti studiosi hanno condotto esperimenti di deformazione a compressione termica su diversi tipi di leghe di titanio utilizzando macchine di prova di simulazione termica / forza e hanno ottenuto la curva di sollecitazione del flusso del materiale, cioè la relazione stress-deformazione. La curva di sollecitazione del flusso riflette la relazione interna tra la sollecitazione del flusso e i parametri del processo di deformazione e, allo stesso tempo, è anche la manifestazione macroscopica della struttura interna del materiale. Xu Wenchen [3] ha condotto un test di deformazione a compressione della velocità di deformazione costante su un simulatore termico per studiare il comportamento dinamico di deformazione termica della lega di titanio TA15, ha calcolato l'energia di attivazione della deformazione Q del materiale e ha osservato la struttura di deformazione termica. La ricristallizzazione dinamica nella regione di fase α è il principale meccanismo di ammorbidimento del materiale, mentre nella regione di fase β il meccanismo di ammorbidimento è dominato dal recupero dinamico. Man mano che il tasso di deformazione diminuisce.
2. Applicazioni tipiche della tecnologia di simulazione numerica. Poiché la tecnologia di simulazione numerica consente di riprodurre realmente sul computer il processo di lavorazione termica della lega di titanio, i produttori aziendali e i ricercatori scientifici utilizzano questa tecnologia per studiare la relazione tra i parametri di processo ideali e le corrispondenti proprietà meccaniche e di organizzazione per ottimizzare l'attuale processo produttivo e lo scopo di ridurre i costi di sviluppo di nuovi prodotti, nuovi processi e nuovi materiali. Ha studiato l'evoluzione della α fase nel processo di forgiatura della lega di titanio TC21 con struttura lamellare nella zona bifase. La simulazione e l'analisi della legge di cambiamento del campo di temperatura e del campo di deformazione durante il processo di forgiatura e l'analisi quantitativa di quanto più piccolo è il cambiamento della morfologia della fase alfa, la morfologia tende a sferoidizzare. I risultati mostrano che il campo di deformazione e il campo di temperatura influenzano l'evoluzione della fase traballante. In condizioni di deformazione inferiore, il bordo del materiale di forgiatura verrà ricristallizzato rapidamente a causa del rapido calo di temperatura e la temperatura del centro del materiale di forgiatura sarà più alta.
La diversità della microstruttura delle leghe di titanio ha una relazione regolare con il processo di produzione multi-processo delle leghe di titanio e la diversità di ogni processo. Questa connessione complessa determina che i metodi tradizionali sono difficili da prevedere e controllare la struttura e le proprietà delle leghe di titanio. Con lo sviluppo della tecnologia di simulazione computer e numerica negli ultimi anni, il metodo di simulazione numerica della microstruttura è diventato un potente strumento per ottenere la relazione quantitativa dell'influenza dei principali parametri di processo sulla macroscopica e microstruttura delle parti formate a caldo. L'utilizzo della tecnologia di simulazione numerica per riprodurre l'evoluzione della microstruttura può non solo approfondire la comprensione del meccanismo di cambiamento della struttura, promuovere lo sviluppo di teorie esistenti, ma anche migliorare la struttura del materiale e ottimizzare il processo di preparazione del materiale, ottenendo così le proprietà meccaniche previste del materiale.