Titanium legering structuur diversiteit en verwerkingstechnologie
Titaniumlegeringen vereisen meestal thermische verwerking in de β eenfasige zone of α+β tweefasige zone om producten met bepaalde structuur en eigenschappen te verkrijgen. De selectie van thermische verwerkingsparameters heeft een belangrijke invloed op de verwerkingseigenschappen en microstructuur van titaniumlegeringen. In de afgelopen jaren is het binnenlandse onderzoek op het gebied van de thermische verwerking van titaniumlegeringen met de dag toegenomen, en de toepassing van thermische simulatietechnologie en numerieke simulatietechnologie in het thermische vervormingsmechanisme van titaniumlegeringen en de evolutiewet van de microstructuur is bijzonder prominent.
Titaniumlegering is veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en andere gebieden vanwege de uitstekende eigenschappen zoals lage dichtheid, hoge specifieke sterkte en kruipweerstand. Titaniumlegering heeft de kenmerken van lage ductiliteit, grote vervormingsweerstand en duidelijke anisotropie. Daarom is titaniumlegering zeer gevoelig voor thermische vervormingsprocesparameters. Dit artikel introduceert de fysieke simulatietechnologie en numerieke simulatietechnologie en de toepassing ervan op het gebied van thermische verwerking van titaniumlegeringen. Het richt zich op de toepassingsstatus van simulatietechnologie in het hete vervormingsmechanisme van titaniumlegeringen, voorspelling en controle van defecten en microstructuurevolutie, en wijst op de problemen die moeten worden opgelost en ontwikkelingstrends in de huidige titaniumlegering hot forming simulatie.
Met de nauwe integratie van traditionele kunststofverwerkingstechnologie en moderne computertechnologie in alle richtingen, worden traditionele empirische ontwerpmethoden snel en effectief vervangen door analoog ontwerp. Voordat het kunststofvormingsproces wordt ontworpen en bepaald, moeten bepaalde voorspellende gegevens of resultaten beschikbaar zijn en is processimulatie meestal vereist. Dit soort simulatie vóór daadwerkelijke productie is over het algemeen verdeeld in fysieke simulatie en numerieke simulatie. Typische toepassingen van thermische simulatietechnologie.
1. Veel geleerden hebben thermische compressievervormingsexperimenten uitgevoerd op verschillende soorten titaniumlegeringen met behulp van thermische / krachtsimulatietestmachines en verkregen de stroomspanningscurve van het materiaal, dat wil gezegd de spanningsspanningsrelatie. De stroomspanningscurve weerspiegelt de interne relatie tussen de stroomspanning en de parameters van het vervormingsproces, en tegelijkertijd is het ook de macroscopische manifestatie van de interne structuur van het materiaal. Xu Wenchen [3] voerde een constante belastingssnelheid compressievervormingstest uit op een thermische simulator om het dynamische thermische vervormingsgedrag van TA15 titaniumlegering te bestuderen, berekende de vervormingsactiveringsenergie Q van het materiaal en observeerde de thermische vervormingsstructuur. Dynamische herkristallisatie in het α fasegebied is het belangrijkste onthardingsmechanisme van het materiaal, terwijl in het β fasegebied het onthardingsmechanisme wordt gedomineerd door dynamisch herstel. Naarmate de vervormingssnelheid afneemt.
2. Typische toepassingen van numerieke simulatietechnologie. Omdat de numerieke simulatietechnologie het mogelijk maakt om het thermische verwerkingsproces van titaniumlegeringen echt op de computer te reproduceren, gebruiken producenten en wetenschappelijke onderzoekers deze technologie om de relatie tussen ideale procesparameters en de bijbehorende organisatie en mechanische eigenschappen te bestuderen om het huidige productieproces te optimaliseren en het doel om de ontwikkelingskosten van nieuwe producten, nieuwe processen en nieuwe materialen te verlagen. Et al. bestudeerde de evolutie van α-fase in het smeedproces van TC21 titaniumlegering met lamellaire structuur in de tweefasige zone. De simulatie en analyse van de veranderingswet van temperatuurveld en stamveld tijdens het smeedproces en kwantitatieve analyse van hoe kleiner de verandering van de morfologie van de alfafase, de morfologie heeft de neiging om te sferoïdiseren. De resultaten tonen aan dat het spanningsveld en het temperatuurveld de evolutie van de schilferige fase beïnvloeden. Onder de voorwaarde van lagere belasting zal de rand van het smeedmateriaal snel opnieuw worden gekristalliseerd als gevolg van de snelle temperatuurdaling en zal de temperatuur van het centrum van het smeedmateriaal hoger zijn.
De diversiteit van de microstructuur van titaniumlegeringen heeft een regelmatige relatie met het multiprocesproductieproces van titaniumlegeringen en de diversiteit van elk proces. Deze complexe verbinding bepaalt dat traditionele methoden moeilijk te voorspellen en te controleren zijn de structuur en eigenschappen van titaniumlegeringen. Met de ontwikkeling van computer- en numerieke simulatietechnologie in de afgelopen jaren is de numerieke simulatiemethode van microstructuur een krachtig hulpmiddel geworden om de kwantitatieve relatie te verkrijgen van de invloed van de belangrijkste procesparameters op de macroscopische en microstructuur van warm gevormde delen. Het gebruik van numerieke simulatietechnologie om de evolutie van de microstructuur te reproduceren, kan niet alleen het begrip van het mechanisme van structuurverandering verdiepen, de ontwikkeling van bestaande theorieën bevorderen, maar ook de structuur van het materiaal verbeteren en het voorbereidingsproces van het materiaal optimaliseren, waardoor de verwachte mechanische eigenschappen van het materiaal worden verkregen.