Proces kucia stopów tytanu jest szeroko stosowany w produkcji lotniczej i kosmicznej.
Główne cechy stopów tytanu to mały ciężar właściwy, wysoka wytrzymałość oraz dobra odporność na ciepło i korozję. Stały się głównym materiałem na elementy naprężeń nowoczesnych samolotów, co znacznie zmniejsza wagę samolotu. Wśród nich szeroko stosowane w lotnictwie są odkuwki ze stopu tytanu TC4 (Ti-6AL-4V) i TC4 (Ti-6AL-4V) oraz TB6.
Klasyfikacja stopów tytanu i procesów kucia
Zgodnie z mikrostrukturą w temperaturze pokojowej, stopy tytanu można podzielić na trzy typy: stopy typu plus, stopy typu plus i stopy typu. Wśród nich termoplastyczność stopów typu plus ma niewielki związek z szybkością odkształcania, podczas gdy stopy typu - mają niewielki związek z szybkością odkształcania. Dobra podatność na kowalność, ale zbyt niska temperatura może powodować wytrącanie dwufazowe.
Proces kucia stopu tytanu dzieli się na kucie konwencjonalne i kucie wysokotemperaturowe zgodnie z zależnością między temperaturą kucia a temperaturą przemiany beta.
Kucie konwencjonalne stopów tytanu
Powszechnie odkształcone stopy tytanu są zwykle kute poniżej temperatury przemiany beta, co nazywa się kuciem konwencjonalnym. W zależności od temperatury nagrzewania kęsa w obszarze fazowym (plus) można go podzielić na odkuwanie górnego obszaru dwufazowego i odkuwanie dolnego obszaru dwufazowego.
Dolne kucie dwufazowe
Kucie w dolnym obszarze dwufazowym jest zwykle wykonywane przez ogrzewanie i kucie w temperaturze od 40 do 50 stopni poniżej temperatury przemiany. W tej chwili faza pierwotna i są takie same i uczestniczą w odkształceniu. Im niższa temperatura deformacji, tym większa liczba faz biorących udział w deformacji. W porównaniu z odkształceniem w regionie, proces rekrystalizacji fazy w dolnym obszarze dwufazowym jest gwałtownie przyspieszany, a nowe ziarna powstałe w wyniku rekrystalizacji wytrącają się nie tylko wzdłuż odkształconych pierwotnych granic ziaren, ale także w granicach ziaren i blach . występuje w warstwie -międzywarstwa. Wytworzone w tym procesie odkuwki mają wysoką wytrzymałość i dobrą plastyczność, ale ich odporność na pękanie i pełzanie nadal mają duży potencjał.
Kucie dwufazowe górne
Rozpoczyna kucie w temperaturze 10-15 stopnia poniżej punktu transformacji /( plus ). Ostateczna mikrostruktura po odkształceniu zawiera więcej mikrostruktury transformacji, co może poprawić wydajność pełzania i odporność na pękanie mikrostruktury oraz sprawić, że stop tytanu będzie miał zarówno plastyczność, wytrzymałość, jak i wiązkość.
Kucie w wysokiej temperaturze stopów tytanu
Znany również jako „kucie beta”, dzieli się na dwa typy: pierwszy to metoda procesowa, w której kęs jest podgrzewany w obszarze beta, a kucie rozpoczyna się i kończy w obszarze beta; drugi polega na tym, że kęs jest podgrzewany w obszarze beta, a kucie rozpoczyna się w obszarze beta. I kontroluj duże odkształcenia, aby zakończyć proces kucia w obszarze dwufazowym, zwanym „kuciem sub-beta”. W porównaniu z kuciem obszarowym dwufazowym, kucie może uzyskać wyższą wytrzymałość na pełzanie i odporność na pękanie, a także jest korzystne dla poprawy właściwości cyklicznego zmęczenia stopów tytanu.
Kucie izotermiczne stopów tytanu
Proces ten wykorzystuje superplastyczność i mechanizm pełzania materiału do produkcji bardziej złożonych odkuwek, co wymaga wstępnego podgrzania matrycy i utrzymywania jej w zakresie 760-980 stopni ; prasa hydrauliczna wywiera nacisk o określonej wartości, a prędkość robocza prasy jest określana przez półfabrykat. Odporność na odkształcenia jest regulowana automatycznie. Ponieważ forma jest zmieniana na podgrzewaną, nie ma potrzeby używania tak szybko poruszającej się belki, aby uniknąć hartowania. Wiele odkuwek stosowanych w samolotach ma cechy cienkościenności i wysokiego żebra, więc proces ten został zastosowany w produkcji lotniczej, na przykład w procesie precyzyjnego kucia matrycowego izotermicznego stopu tytanu TB6 dla określonego typu samolotów krajowych.