کاربرد فناوری آهنگری آلیاژ تیتانیوم در صنعت هوانوردی

با توسعه سریع اقتصاد ملی کشورم، علم و فناوری، صنایع هوافضا و هوانوردی فرصت‌های جدیدی را برای توسعه در سال‌های اخیر به‌ویژه پس از تأسیس پروژه ملی «هواپیماهای بزرگ» فراهم کرده است، صنعت ساخت هوانوردی غیرنظامی به یک صنعت تبدیل خواهد شد. اقتصاد جدید منجر به توسعه نقطه رشد اقتصاد ملی، چشم انداز گسترده ای برای توسعه دارد. به منظور بهبود مستمر پیشرفت، قابلیت اطمینان و کاربرد هواپیما و افزایش رقابت هواپیماهای داخلی در بازار بین‌المللی، شرکت‌های تولیدی هوانوردی غیرنظامی نیازمندی‌های بالاتر و بالاتری برای انتخاب مواد ساخت هوانوردی دارند. ویژگی اصلی آلیاژهای تیتانیوم وزن مخصوص کم و استحکام بالا است. در عین حال، مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد و به ماده اصلی اجزای استرس هواپیمای مدرن تبدیل شده است که وزن هواپیما را تا حد زیادی کاهش می دهد. در میان آنها، آهنگرهای آلیاژ تیتانیوم TC4 (Ti-6AL-4V) و TB6 به طور گسترده در تولید هوانوردی استفاده می‌شوند. .

با توجه به ریزساختار در دمای اتاق، آلیاژهای تیتانیوم را می توان به سه نوع تقسیم کرد: آلیاژهای نوع، آلیاژهای + -نوع و آلیاژهای نوع. چکش خواری خوبی دارد اما دمای بسیار پایین ممکن است باعث بارش فاز شود. فرآیند آهنگری آلیاژ تیتانیوم با توجه به رابطه بین دمای آهنگری و دمای تبدیل به آهنگری معمولی و آهنگری با دمای بالا تقسیم می شود.

2.1 آهنگری معمولی آلیاژ تیتانیوم

معمولاً آلیاژهای تیتانیوم تغییر شکل یافته معمولاً زیر دمای تبدیل آهنگری می شوند که به آن آهنگری معمولی می گویند. با توجه به دمای گرمایش بیلت در ناحیه فاز ( + ) می توان آن را به آهنگری منطقه دو فاز بالایی و آهنگری منطقه دو فاز پایینی تقسیم کرد. ?

2.1.1 آهنگری در ناحیه دو فاز پایین

آهنگری در ناحیه دو فاز پایینی معمولاً در 40-50 درجه زیر دمای تبدیل گرم و آهنگری می‌شود. در این زمان فاز اولیه و یکسان هستند و در تغییر شکل شرکت می کنند. هرچه دمای تغییر شکل کمتر باشد، فاز بیشتری در تغییر شکل دخیل است. در مقایسه با تغییر شکل در منطقه، فرآیند تبلور مجدد فاز در ناحیه دو فاز پایین به شدت تسریع می‌شود و دانه‌های جدید تشکیل‌شده توسط تبلور مجدد نه تنها در امتداد مرز دانه اصلی تغییر شکل یافته، بلکه در مرز دانه و ورق رسوب می‌کنند. لایه. در لایه میانی رخ می دهد. آهنگری تولید شده توسط این فرآیند دارای استحکام بالا و پلاستیسیته خوبی است، اما چقرمگی شکست و خواص خزشی آن همچنان پتانسیل بالایی دارد.

2.1.2 آهنگری در ناحیه دو فاز بالایی

در دمای 10-15 درجه زیر نقطه تبدیل /( + ) ساخته می شود. ساختار نهایی پس از تغییر شکل شامل ساختار انتقال بیشتری است که می تواند عملکرد خزشی و چقرمگی شکست سازه را بهبود بخشد. باعث می شود که آلیاژ تیتانیوم دارای انعطاف پذیری، استحکام و چقرمگی باشد.

2.2 آهنگری در دمای بالا آلیاژ تیتانیوم

که به نام " آهنگری " نیز شناخته می شود، می توان آن را به دو نوع تقسیم کرد: اولی فرآیندی است که در آن شمش در منطقه گرم می شود و آهنگری در منطقه شروع و تکمیل می شود. دوم اینکه شمش در منطقه گرم می شود و آهنگری در منطقه شروع می شود. و مقدار زیادی تغییر شکل را کنترل کنید تا فرآیند آهنگری در ناحیه دو فازی که به آن "sub-forging" گفته می شود، تکمیل شود. در مقایسه با آهنگری در منطقه دو فاز، آهنگری می تواند استحکام خزشی و چقرمگی شکست بالاتری را به دست آورد و همچنین برای بهبود عملکرد خستگی آلیاژ تیتانیوم مفید است.

2.3 قالب گیری همدما از آلیاژ تیتانیوم

این فرآیند از مکانیزم فوق‌العاده‌پذیری و خزش مواد برای تولید آهنگری‌های پیچیده‌تر استفاده می‌کند و مستلزم آن است که قالب از قبل گرم شود و در محدوده 760-980 درجه نگهداری شود. پرس هیدرولیک فشار را در یک مقدار از پیش تعیین شده اعمال می کند و سرعت کار پرس توسط قسمت خالی کنترل می شود. مقاومت تغییر شکل به طور خودکار تنظیم می شود. از آنجایی که قالب به جای آن گرم می شود، برای جلوگیری از خاموش شدن نیازی به استفاده از تیرهای با حرکت سریع نیست. بسیاری از آهنگری های مورد استفاده در هواپیما دارای ویژگی های دیواره نازک و ارتفاع دنده هستند، بنابراین این فرآیند در ساخت هوانوردی به کار گرفته شده است، مانند فرآیند آهنگری قالب دقیق همدما از آلیاژ تیتانیوم TB6 برای نوع خاصی از هواپیماهای داخلی.

فرآیند آهنگری آلیاژ تیتانیوم به طور گسترده در صنعت هوانوردی و هوافضا استفاده می شود و فرآیند آهنگری همدما برای تولید قطعات موتور و قطعات ساختاری هواپیما استفاده شده است. همچنین در بخش‌های صنعتی مانند خودرو، نیروی برق و کشتی‌ها محبوبیت بیشتری دارد. در کشورهای خارجی کاربرد آلیاژهای تیتانیوم در سطح بسیار بالایی توسعه یافته است، آلیاژهای TiAL و ترکیبات بین فلزی مورد استفاده در دماهای بالاتر مورد توجه قرار گرفته و تحقیقات زیادی انجام شده است. به منظور کاربرد بهتر این مواد، در عین حال، تحقیقات زیادی در مورد فرآیند تغییر شکل آن نیز انجام شده است. مردم همچنین توجه بیشتری به تحقیق در مورد آلیاژهای زیر تیتانیوم با استحکام بالاتر دارند. استفاده از آلیاژ تیتانیوم و تحقیق در مورد فرآیند آهنگری همچنان یک موضوع داغ خواهد بود.