Tehnologia de formare a aliajelor de titan
Formarea prin fluaj este una dintre tehnologiile de formare a aliajelor de titan. Înseamnă că la o anumită temperatură, după ce tabla de metal este deformată sub acțiunea sculei și moare pentru a obține forma ideală, temperatura și sarcina sunt menținute constante, astfel încât în interiorul piesei să apară relaxarea tensiunii și să apară deformarea elastică. Transformă-te în deformare permanentă din plastic până când stresul rezidual și elasticitatea sunt practic eliminate, iar în final se obține forma ideală a piesei de prelucrat după răcire.
Forța motrice pentru fluaj în timpul formării fluajului este tensiunea aplicată. Pe măsură ce fluajul progresează, deformarea elastică scade, astfel încât solicitarea internă scade în mod corespunzător, iar tensiunea aplicată scade în mod corespunzător. Unii cercetători au subliniat că procesul de fluaj la tracțiune termică este un nou proces de formare pentru compozitele din aliaje de titan cu pereți subțiri. Procesul folosește metode de încălzire, cum ar fi încălzirea cu rezistență electrică, pentru a încălzi foile metalice cu pereți subțiri sau profilele la temperaturi de termoformare înainte de întindere și îndoire. Pe măsură ce se formează forma finală, temperatura rămâne constantă și materialul se strecoară în direcția de tracțiune a suprafeței matriței. Acest lucru are ca rezultat reducerea tensiunii și relaxarea tensiunii în linie în cadrul piesei de prelucrat formate. Tensiunea reziduală este redusă, reducând astfel înapoi elasticitatea pieselor și îmbunătățind precizia formării. Sunt introduse stadiul cercetării, principiul procesului, echipamentele cheie, tehnologia de procesare, avantajele și dezavantajele noii tehnologii de proces. În cele din urmă, sunt prospectate perspectivele de aplicare ale tehnologiei de formare a compozitelor prin trefilare la cald.
Unii cercetători subliniază că aliajele de titan sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații aerospațiale, cum ar fi cadrele de transport, datorită proprietăților lor mecanice și de coroziune excelente și greutății relativ reduse. Cu toate acestea, aliajele de titan sunt notoriu dificil de format la temperatura camerei. Prin urmare, la formarea profilelor din aliaj de titan, tehnologia de formare prin curgere la îndoire la cald este utilizată pentru a îmbunătăți performanța de formare și pentru a reduce înapoi elastic. Principiul îndoirii prin întindere la cald și al formării prin fluaj este că, după etapa de îndoire cu întindere la cald, se realizează o etapă de relaxare a tensiunii prin păstrarea piesei de prelucrat cu matrița pentru un timp de stație selectat. Acest lucru are avantajele unor tensiuni reziduale reduse și un backback minim, inclusiv scule ieftine și repetabilitate bună. Modelul Arrhenius a fost utilizat pentru a caracteriza comportamentul la fluaj, iar un model cu elemente finite al procesului de deformare a fluajului la tracțiune termică la încovoiere a fost stabilit în ABAQUS. Rezultatele simulării cu elemente finite arată că stresul rezidual este mult redus în timpul etapei de relaxare a tensiunii, iar stresul rezidual scăzut are ca rezultat un retur mai mic. Valorile estimate de rebound sunt în acord cu rezultatele experimentale. Unii cercetători au subliniat că fluajul sau relaxarea stresului este principalul mecanism de reducere a returului în timpul formării la cald a plăcilor din aliaj de titan.
Până în prezent, diferențele și conexiunile dintre aceste două fenomene nu au fost explorate în mod explicit. Testele de fluaj și relaxare pe termen scurt la temperatură înaltă au fost efectuate pe aliajul Ti6Al4V. Microstructura aliajului a fost observată cu ajutorul unui microscop electronic cu transmisie. Au fost studiate efectele temperaturii, stresului și timpului asupra fluajului și, respectiv, asupra comportamentului de relaxare a stresului. Corelațiile și diferențele dintre cele două fenomene au fost comparate pe baza relațiilor deformare-timp și deformare-timp. Rezultatele arată că comportamentul de fluaj la temperatură scăzută și stres scăzut este controlat de difuzie atomică, iar comportamentul de fluaj la temperatură ridicată și stres ridicat este controlat de alunecarea și fluajul de dislocare. Comportamentul de relaxare a stresului este controlat în principal prin dislocare. Comportamentul de relaxare a stresului prezis din datele de fluaj este de acord cu rezultatele experimentale.
