Аналіз якості поверхні стрижнів із титанового сплаву TC4 і технологія контролю для формування тріщин при холодному згині - Блог

TheТитановий сплав GR5, з його видатними комплексними механічними властивостями як при кімнатній температурі, так і при високих температурах, є основним матеріалом, який використовується для основних компонентів, таких як конструктивні деталі літаків, лопаті вентилятора та барабанні труби. На його частку припадає понад 50% загального використання аерокосмічних титанових сплавів. В аерокосмічних літальних апаратах із несучими-компонентами та кріпленнями великого змінного{3}}поперечного{4}}перерізу існують надзвичайно високі вимоги до характеристик руйнування під напругою надрізу прутів сировини. Він повинен мати відмінну стійкість до виникнення тріщин і поширення тріщин, а також бути здатним ефективно уникати ризику руйнування конструкції в умовах високої концентрації напруги. При виробництві кріплень із титанового сплаву методом холодної висадки шорсткість поверхні та ступінь деформації стиснення прутів сировини безпосередньо визначають якість формування холодної висадки, стан поверхневих дефектів і надійність готового продукту.

Порівняно з процесом гарячого формування, холодне формування титанових сплавів має значні переваги, такі як раціоналізовані процеси, високий коефіцієнт використання матеріалу, відмінний ефект зміцнення деформації та низькі витрати на виробництво. Загальна ефективність виробництва та економічні показники покращуються в 1–2 рази порівняно з традиційним процесом кування, і він став основним методом формування болтів, заклепок і точних кріплень з аерокосмічного титанового сплаву. Однак промисловість ще не сформувала уніфікований стандарт оцінки для визначення поверхневих мікро-дефектів тріщин після формування титанових сплавів холодною висадкою, що призводить до відсутності систематизованої основи для узгодження параметрів процесу, контролю якості поверхні та контролю стабільності формування під час виробничого процесу. Таким чином,-поглиблене дослідження законів кореляції між шорсткістю поверхні, ступенем стиснення та мікро-тріщинами холодного висадки прутків із титанового сплаву G5 має велике значення для оптимізації процесу формування холодним висадкою та покращення якості формування аерокосмічних кріплень. У цьому технічному дослідженні використовуються різні специфікації відпалених холоднотягнутих титанових прутків Gr5 як об’єкти випробувань, систематично аналізується мікроструктура, фазова структура та механічні властивості сировини, поєднується оптична мікроскопія, скануюча електронна мікроскопія під мікроскопом та моделювання формування кінцевих елементів для відновлення всього процесу еволюції мікроструктури, розподілу напруги та ізотермічного зсуву характеристики зонного фазового перетворення титанового сплаву Gr5 під час холодної деформації, а також точно сортує механізми впливу стану поверхні та параметрів деформації на дефекти формування холодної висадки.

Під час випробування були обрані стрижні з титанового сплаву GR5 розміром 6,5 мм-, які піддавалися лише токарній обробці та без обробки тонким шліфуванням для порівняльного тесту холодної висадки. При ступені стиснення 60% на зразку в цілому не було видимих макроскопічних тріщин, і загальна цілісність сформованої опуклої поверхні була хорошою. Однак під час електронного мікроскопічного спостереження під великим -збільшенням можна було чітко спостерігати, що типові поверхневі мікро-тріщини під кутом 45 градусів з’явилися на опуклій стороні великої зони деформації холодного навантаження, що належить до типових мікро-дефектів зсуву-типу холодної деформації титанового сплаву. Велика кількість даних випробувань показує, що коли шорсткість поверхні стрижнів із титанового сплаву GR5 контролюється в прийнятному діапазоні, з шорсткістю Ra менше або дорівнює 0,6, а ступінь стиснення при формуванні не перевищує 75%, вироби холодної висадки не мають жодних макроскопічних дефектів тріщин, а загальний контур формування правильний, а деформація рівномірна та стабільна. Навіть без макроскопічних дефектів, в умовах мікроскопічного спостереження під високим-збільшенням регулярна морфологія мікро{18}}тріщин під кутом 45 градусів все ще з’являється на опуклій стороні холодної головки, що є типовою мікроскопічною особливістю холодного формування титанового сплаву за великої деформації стиснення.

З точки зору механізму процесу, холодне формування титанових сплавів є процесом, що включає сильну напругу стиску та велику пластичну деформацію. Мікро-структура шорсткості на поверхні сировини утворює локальну концентрацію напруги під час процесу деформації. Зі збільшенням коефіцієнта стиснення градієнт напруги на поверхні постійно посилюється, і зрештою вздовж напрямку максимального напруження зсуву утворюються мікро-тріщини під кутом 45 градусів. Хоча ці мікро-тріщини не є макроскопічними пошкодженнями, вони безпосередньо впливатимуть на обробку поверхні, стійкість до втоми та експлуатаційну стабільність аерокосмічних кріплень і є невидимими дефектами, які необхідно точно контролювати в процесі виробництва високоякісних аерокосмічних титанових кріплень.

Це дослідження процесу чітко підтвердило відповідність між якістю поверхні сировини та параметрами формування, а також уточнило безпечний діапазон процесу для холодного формування титанового сплаву Gr5. Він надає надійні експериментальні дані та теоретичну підтримку для промисловості щодо створення єдиного стандарту оцінки мікро-тріщин, оптимізації виробничого процесу холодної висадки та точного контролю якості готової продукції. Суворо контролюючи шорсткість поверхні титанового стрижня та науково підбираючи параметри деформації стиснення, він може ефективно пригнічувати утворення мікро-тріщин під час холодної висадки, стабільно покращувати точність формування та надійність експлуатації кріплень із титанового сплаву Gr5 аерокосмічного-класу Gr5, а також забезпечувати ключову основу процесу для великого-масштабного та високо-якісного холодного формування виробництво високоякісних-аерокосмічних титанових кріплень.

Specialty Grade 5 Titanium Rod for aerospace and medical supplier Grade 5 Titanium Rod Factory