Zastosowanie technologii kucia stopów tytanu w przemyśle lotniczym

Wraz z szybkim rozwojem gospodarki narodowej mojego kraju, nauki i technologii, przemysłu lotniczego i kosmicznego oraz lotniczego, w ostatnich latach zapoczątkowano nowe możliwości rozwoju, zwłaszcza po powstaniu krajowego projektu „dużych samolotów”, przemysł wytwórczy lotnictwa cywilnego stanie się nowa gospodarka wiodąca rozwój punktu wzrostu gospodarki narodowej, ma szerokie perspektywy rozwoju. Aby stale podnosić poziom zaawansowania, niezawodności i przydatności samolotów oraz zwiększać konkurencyjność krajowych statków powietrznych na rynku międzynarodowym, przedsiębiorstwa produkujące lotnictwo cywilne mają coraz wyższe wymagania dotyczące doboru materiałów do produkcji lotniczej; głównymi cechami stopów tytanu są mały ciężar właściwy i wysoka wytrzymałość. Jednocześnie ma dobrą odporność na ciepło i korozję i stał się głównym materiałem nowoczesnych elementów naprężeniowych samolotów, co znacznie zmniejsza wagę samolotu. Wśród nich odkuwki ze stopów tytanu TC4 (Ti-6AL-4V) i TB6 są szeroko stosowane w produkcji lotniczej. .

Zgodnie z mikrostrukturą w temperaturze pokojowej stopy tytanu można podzielić na trzy typy: stopy typu -, stopy typu + - i stopy typu -. Ma dobrą plastyczność, ale zbyt niska temperatura może powodować wytrącanie fazowe. Proces kucia stopu tytanu dzieli się na kucie konwencjonalne i kucie w wysokiej temperaturze, zgodnie z zależnością między temperaturą kucia a temperaturą przemiany.

2.1 Konwencjonalne kucie stopu tytanu

Powszechnie stosowane odkształcone stopy tytanu są zwykle kute w temperaturze poniżej temperatury przemiany, co nazywa się kuciem konwencjonalnym. W zależności od temperatury nagrzewania kęsa w strefie fazowej (+) można go podzielić na kucie w strefie dwufazowej górnej i kucie w strefie dwufazowej dolnej. ?

2.1.1 Kucie w dolnym obszarze dwufazowym

Kucie w dolnym obszarze dwufazowym jest zazwyczaj podgrzewane i kute w temperaturze o 40-50 stopnia niższej od temperatury przemiany. W tym czasie faza pierwotna i są takie same i uczestniczą w deformacji. Im niższa temperatura odkształcenia, tym więcej faz zaangażowanych w odkształcenie. W porównaniu z odkształceniem w tym obszarze, proces rekrystalizacji fazy w dolnym obszarze dwufazowym jest gwałtownie przyspieszony, a nowe ziarna powstałe w wyniku rekrystalizacji nie tylko wytrącają się wzdłuż zdeformowanej pierwotnej granicy ziaren, ale także na granicy ziaren i arkuszu warstwa. Występuje w obrębie warstwy pośredniej. Odkuwka wytworzona w tym procesie ma wysoką wytrzymałość i dobrą plastyczność, ale jej odporność na pękanie i właściwości pełzania nadal mają duży potencjał.

2.1.2 Kucie w górnym obszarze dwufazowym

Jest kuty w temperaturze o 10-15 stopnia poniżej punktu przemiany /( + ). Ostateczna struktura po odkształceniu zawiera więcej struktury przejściowej, która może poprawić wydajność pełzania i odporność konstrukcji na pękanie; sprawiają, że stop tytanu ma zarówno plastyczność, wytrzymałość, jak i wytrzymałość.

2.2 Kucie w wysokiej temperaturze stopu tytanu

Znany również jako „kucie”, można go podzielić na dwa typy: pierwszy to proces, podczas którego kęs jest podgrzewany w danym obszarze, a kucie rozpoczyna się i kończy na tym obszarze; po drugie, kęs jest podgrzewany w danym obszarze i rozpoczyna się w nim kucie. I kontroluj dużą ilość odkształceń, aby zakończyć proces kucia w obszarze dwufazowym, zwanym „kuciem podkuwkowym”. W porównaniu z kuciem w obszarze dwufazowym, kucie może uzyskać wyższą wytrzymałość na pełzanie i odporność na pękanie, a także jest korzystne dla poprawy wytrzymałości zmęczeniowej stopu tytanu.

2.3 Izotermiczne kucie matrycowe stopu tytanu

Proces ten wykorzystuje nadplastyczność i mechanizm pełzania materiału do wytwarzania bardziej złożonych odkuwek i wymaga wstępnego podgrzania formy i utrzymywania jej w zakresie 760-980 stopnia; prasa hydrauliczna wywiera nacisk o zadanej wartości, a prędkość robocza prasy jest kontrolowana przez półfabrykat. Odporność na odkształcenia jest dostosowywana automatycznie. Ponieważ zamiast tego forma jest podgrzewana, nie ma potrzeby stosowania szybko poruszających się belek, aby uniknąć hartowania. Wiele odkuwek stosowanych w samolotach charakteryzuje się cienkościennością i wysokością żeber, dlatego proces ten znalazł zastosowanie w produkcji lotniczej, na przykład izotermiczny proces precyzyjnego kucia matrycowego stopu tytanu TB6 dla określonego typu samolotów krajowych.

Proces kucia stopu tytanu jest szeroko stosowany w lotnictwie i przemyśle lotniczym, a proces kucia izotermicznego jest stosowany do produkcji części silników i części konstrukcyjnych samolotów; jest również coraz bardziej popularny w sektorach przemysłowych, takich jak samochody, energia elektryczna i statki. Za granicą zastosowanie stopów tytanu rozwinęło się na bardzo wysokim poziomie, zwrócono uwagę na stopy TiAL i związki międzymetaliczne stosowane w wyższych temperaturach i przeprowadzono wiele badań; Aby lepiej zastosować te materiały, jednocześnie przeprowadzono wiele badań nad procesem ich deformacji. Coraz większą uwagę poświęca się także badaniom nad stopami subtytanowymi o wyższej wytrzymałości. Zastosowanie stopu tytanu i badania procesu kucia będą nadal gorącym tematem.