Примеры применения процесса ковки титановых сплавов в авиационной промышленности

Благодаря быстрому развитию национальной экономики моей страны, науки и техники, аэрокосмической и авиационной промышленности в последние годы открылись новые возможности для развития, особенно после создания национального проекта «больших самолетов», промышленность гражданской авиации станет новая экономика, ведущая развитие точки роста национальной экономики, имеет широкие перспективы развития. В целях постоянного улучшения качества, надежности и применимости самолетов, а также повышения конкурентоспособности отечественных самолетов на международном рынке к предприятиям гражданской авиации предъявляются все более высокие требования к выбору материалов для производства авиации; Основными характеристиками титановых сплавов являются малый удельный вес и высокая прочность. В то же время он обладает хорошей термостойкостью и коррозионной стойкостью. Он стал основным материалом несущих компонентов современных самолетов, что значительно снижает вес самолета. Среди них в авиастроении широко используются поковки из титановых сплавов ТС4 (Ti-6AL-4V) и ТБ6. .

По микроструктуре при комнатной температуре титановые сплавы можно разделить на три типа: сплавы -типа, сплавы + -типа и сплавы -типа. Он обладает хорошей ковкостью, но слишком низкая температура может вызвать выделение -фазы. Процесс ковки титанового сплава делится на традиционную ковку и высокотемпературную ковку в зависимости от соотношения между температурой ковки и температурой превращения.

2.1 Обычная ковка титанового сплава

Обычно используемые деформированные титановые сплавы обычно куют при температуре ниже температуры превращения, что называется традиционной ковкой. По температуре нагрева заготовки в зоне фазы (+) ее можно разделить на ковку верхней двухфазной зоны и нижней двухфазной зоны ковки. ?

2.1.1. Ковка в нижней двухфазной области

Ковка в нижней двухфазной области обычно нагревается и проковывается при температуре на 40-50 градусов ниже температуры превращения. В это время первичные фазы и совпадают и участвуют в деформации. Чем ниже температура деформации, тем больше -фазы участвует в деформации. По сравнению с деформацией в области процесс рекристаллизации фазы в нижней двухфазной области резко ускоряется, и новые зерна, образующиеся при рекристаллизации, выделяются не только по деформированной исходной границе зерна, но и в границах зерен и пластинчатых слоях. слой. Встречается в промежуточном слое. Поковка, полученная этим процессом, имеет высокую прочность и хорошую пластичность, но ее вязкость разрушения и свойства ползучести все еще имеют большой потенциал.

2.1.2. Ковка в верхней двухфазной области

Он выкован при температуре на 10-15 градусов ниже точки превращения /( + ). Окончательная структура после деформации содержит больше переходной структуры, которая может улучшить характеристики ползучести и вязкость разрушения конструкции; сделать титановый сплав одновременно пластичным, прочным и ударным.

2.2 Высокотемпературная ковка титанового сплава

Также известную как «ковка», ее можно разделить на два типа: первый - это процесс, при котором заготовка нагревается на этом участке, а ковка начинается и завершается на этом участке; второй - на участке нагревается заготовка, и на участке начинается ковка. И контролируйте большую степень деформации, чтобы завершить процесс ковки в двухфазной области, называемой «подковкой». По сравнению с ковкой в ​​двухфазной области, ковка может обеспечить более высокую прочность ползучести и вязкость разрушения, а также способствует улучшению усталостных характеристик титанового сплава.

2.3 Изотермическая штамповка титанового сплава

Этот процесс использует сверхпластичность и механизм ползучести материала для изготовления более сложных поковок и требует предварительного нагрева формы и поддержания ее в диапазоне 760-980 градусов; гидравлический пресс подает давление заданного значения, а рабочая скорость пресса контролируется заготовкой. Сопротивление деформации регулируется автоматически. Поскольку вместо этого форма нагревается, нет необходимости использовать быстро движущиеся балки, чтобы избежать закалки. Многие поковки, используемые в самолетах, имеют тонкие стенки и высоту ребер, поэтому этот процесс был применен в авиационном производстве, например, процесс изотермической прецизионной штамповки титанового сплава ТБ6 для определенного типа отечественных самолетов.

Процесс ковки титанового сплава широко используется в авиационной и аэрокосмической промышленности, а процесс изотермической ковки используется для производства деталей двигателей и конструктивных деталей самолетов; он также становится все более популярным в таких отраслях промышленности, как автомобилестроение, электроэнергетика и судоходство. В зарубежных странах применение титановых сплавов развито на очень высоком уровне, обращено внимание на сплавы TiAL и интерметаллиды, используемые при более высоких температурах, проведено множество исследований; Чтобы лучше применять эти материалы, в то же время было проведено много исследований процесса их деформации. Люди также уделяют все больше внимания исследованиям более прочных субтитановых сплавов. Применение титанового сплава и исследование процесса ковки по-прежнему будут оставаться горячей темой.