Formbarhed ved stuetemperatur af højstyrke titanlegeringsplade

Titanium plade er bredt anerkendt for sine fordele med høj styrke, let vægt og god strukturel stivhed. Højstyrket titanlegering Ti-6Al-4V kan ikke kun bruges i luftfartsområdet, men også i andre industrielle områder såsom biler og kemikalier.

Ti{{0}}Al-4V-legeringsplade har meget begrænset formbarhed ved stuetemperatur, og tilbagespringet efter formning er stort, hvilket bringer mange problemer med traditionel stansning og trykformning. Selvom formgivningsgrænsen for Ti-6Al-4V-legeringsplader vil blive øget, og tilbagespringet vil blive reduceret ved høj temperatur, har rumtemperaturformning stadig store fordele i form af omkostningsbesparelser. Rulleformning er en formningsmetode, der bruger en roterende rulle til gradvist at deformere metalemnet og lave et emne, der er velegnet til at danne strukturelle dele med høj styrke og begrænset formbarhed, og bruges mere og mere i bilindustrien, hovedsagelig brugt til formning af ultra-højstyrkestål, højstyrkestål osv. På grund af materialets lille tilbagespringsvinkel i processen med at rulle og kompensere for tilbagespringet ved en enkel og nem metode, er valseformning en effektiv metode til dannelse af Ti{{ 5}}Al-4V-legeringsplade ved stuetemperatur. Til dette formål har Ossama et al. udførte laboratorieundersøgelser af formning og tilbagespringsadfærd af 2 mm tyk højstyrke Ti-6Al-4V-legeringsplade efter udglødning ved 820 grader ved stuetemperatur. Den oprindelige struktur af Ti-6Al-4V-legeringspladen valgt til eksperimentet var sammensat af 93,86% ligeakset fase og 6,14% fase, og den gennemsnitlige kornstørrelse var 1,3μm ±0,7μm. Træktestresultaterne ved stuetemperatur viser, at dens anisotropi er stor, og når den er 45 grader med rulleretningen, er prøvens flydespænding den laveste, forlængelsen er høj, og når den ultimative styrke er nået, vil prøven hurtigt brud. Formningsgrænsetesten udføres på udstyr udstyret med en halvkugleformet stanse med en diameter på 60 mm. Det optiske belastningsmålesystem "Autogrid Vario" udstyret med fire avancerede CCD-kameraer bruges til at registrere den komplette deformationshistorie for hver prøve. Deformationsadfærden af ​​forskellige belastningsbaner testes ved at designe forskellige prøveformer. Eksperimentet fandt ud af, at alle prøverne pludselig revnede i toppen af ​​halvkuglestansen, og der var ikke noget tydeligt halsfænomen før bruddet, hvilket indikerer, at legeringens formbarhed ved stuetemperatur var meget begrænset. Deformationsadfærden af ​​Ti-6Al-4V-legeringsplade under bøjning ved stuetemperatur og valsning blev sammenlignet analyseret. Resultaterne viser, at den mindste bøjningsradius for pendulfoldningsbøjningstesten og V-dysebøjningstesten er 9 mm, mens den mindste bøjningsradius for den valsede form er 7,51 mm, hvilket er en stigning på mere end 15 %. Valsede former kan danne mindre radiusdimensioner og have mindre tilbagespring end simpel bøjningsformning. Dette skyldes hovedsagelig, at rulleformning er en kumulativ deformationsproces i flere trin, og gradvis multipel deformation kan hæmme væksten af ​​revner og samtidig gøre deformationen af ​​materialet mere komplet end den almindelige deformation. Derudover er de formfejl, der ofte opstår i valseprocessen af ​​højstyrkestål, relativt sjældne i formningsprocessen af ​​Ti-6Al-4V-legering. Det kan ses, at valsning er en lovende procesløsning til dannelse af højstyrke titanlegeringsplader til luftfarts- og bilkonstruktionsdele ved stuetemperatur.