Възможност за формоване при стайна температура на лист от титанова сплав с висока якост

Титановата плоча е широко призната със своите предимства на висока якост, леко тегло и добра структурна твърдост. Високоякостната титаниева сплав Ti-6Al-4V може да се използва не само в областта на авиацията, но и в други индустриални области като автомобили и химикали.

Листът от сплав Ti{{0}}Al-4V има много ограничена възможност за формоване при стайна температура, а пружинното връщане след формоване е голямо, което създава много проблеми при традиционното щамповане и формоване под налягане. Въпреки че границата на формоване на лист от сплав Ti-6Al-4V ще бъде увеличена и пружинното връщане ще бъде намалено при висока температура, формоването при стайна температура все още има големи предимства по отношение на спестяване на разходи. Валцовото формоване е метод на формоване, който използва въртяща се ролка за постепенно деформиране на металната заготовка и изработване на детайл, който е подходящ за формоване на структурни части с висока якост и ограничена формоспособност и все повече се използва в автомобилната индустрия, използва се главно за формоване на стомана със свръхвисока якост, стомана с висока якост и др. Поради малкия ъгъл на пружиниране на материала в процеса на валцуване и компенсиране на пружинирането чрез прост и лесен метод, формоването с валцуване е ефективен метод за формоване на Ti{{ 5}}Al-4V сплав лист при стайна температура. За тази цел Ossama et al. проведе лабораторно изследване на поведението при формоване и пружиниране на лист от високоякостна сплав Ti-6Al-4V с дебелина 2 mm след отгряване при 820 градуса при стайна температура. Оригиналната структура на плочата от сплав Ti-6Al-4V, избрана за експеримента, се състои от 93.86% равноосна фаза и 6,14% фаза, а средният размер на зърното е 1,3 μm ±0.7μm. Резултатите от изпитването на опън при стайна температура показват, че неговата анизотропия е голяма и когато е 45 градуса спрямо посоката на валцоване, границата на провлачване на образеца е най-ниска, удължението е високо и когато се достигне крайната якост, образецът ще бързо се счупват. Тестът за граница на формоване се извършва на оборудване, оборудвано с полусферичен поансон с диаметър 60 mm. Оптичната система за измерване на деформация "Autogrid Vario", оборудвана с четири усъвършенствани CCD камери, се използва за запис на пълната история на деформацията на всеки образец. Деформационното поведение на различни пътища на деформация се тества чрез проектиране на различни форми на образци. Експериментът установи, че всички проби внезапно са се счупили в горната част на полусферичния поансон и не е имало очевиден феномен на шийка преди счупването, което показва, че способността за формоване на сплавта при стайна температура е много ограничена. Беше сравнително анализирано поведението на деформация на Ti-6Al-4V лист от сплав по време на огъване при стайна температура и валцуване. Резултатите показват, че минималният радиус на огъване при теста за огъване с махало и теста за огъване на V-матрица е 9 mm, докато минималният радиус на огъване на валцованата форма е 7,51 mm, което е увеличение с повече от 15%. Валцованите форми могат да образуват по-малки размери на радиуса и да имат по-малко пружинно връщане, отколкото обикновеното огъване. Това е главно защото валцоването е процес на многоетапна кумулативна деформация и постепенната многократна деформация може да попречи на растежа на пукнатини и в същото време да направи деформацията на материала по-пълна от обикновената деформация. В допълнение, дефектите на формата, които често възникват в процеса на валцуване на стомана с висока якост, са сравнително редки в процеса на формоване на Ti-6Al-4V сплав. Може да се види, че валцуването е обещаващо решение за процес за формиране на високоякостни плочи от титанова сплав за авиационни и автомобилни структурни части при стайна температура.