Technológia rozmanitosti a spracovania zliatin titánu
Zliatiny titánu zvyčajne vyžadujú tepelné spracovanie v β jednofázovej zóne alebo α+β dvojfázovej zóne na získanie výrobkov s určitou štruktúrou a vlastnosťami. Výber parametrov tepelného spracovania má významný vplyv na spracovateľské vlastnosti a mikroštruktúru zliatin titánu. V posledných rokoch sa domáci výskum v oblasti tepelného spracovania zliatiny titánu zo dňa na deň zvyšuje a obzvlášť významná je aplikácia technológie tepelnej simulácie a numerickej simulačnej technológie v tepelnom deformačnom mechanizme zliatiny titánu a v zákone o vývoji mikroštruktúr.
Zliatina titánu bola široko používaná v leteckom priemysle a iných oblastiach vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam, ako je nízka hustota, vysoká špecifická pevnosť a odolnosť proti tečeniu. Zliatina titánu má vlastnosti nízkej ductility, veľkej odolnosti proti deformácii a zrejmej anizotropie. Preto je zliatina titánu veľmi citlivá na parametre procesu tepelnej deformácie. Tento článok predstavuje fyzikálnu simulačné technológie a numerické simulačné technológie a ich použitie v oblasti tepelného spracovania zliatiny titánu. Zameriava sa na aplikačný stav simulačnej technológie v mechanizme deformácie titánovej zliatiny za studena, predikciu a kontrolu chýb a vývoj mikroštruktúr a poukazuje na problémy, ktoré sa majú vyriešiť, a vývojové trendy v súčasnej simulácii tvárnenia titánovej zliatiny za studena.
Vďaka úzkej integrácii tradičnej technológie spracovania plastov a modernej počítačovej technológie vo všetkých smeroch sú tradičné empirické metódy dizajnu rýchlo a efektívne nahradené analógovým dizajnom. Pred navrhnutím a určením procesu tvarovania plastov musia byť k dispozícii určité prediktívne údaje alebo výsledky a zvyčajne sa vyžaduje simulácia procesu. Tento druh simulácie pred skutočnou výrobou je vo všeobecnosti rozdelený na fyzikálnu simuláciu a numerickú simuláciu. Typické aplikácie tepelnej simulačnej technológie.
1. Mnohí učenci vykonali pokusy s tepelnou kompresiou deformácie na rôznych typoch zliatin titánu pomocou skúšobných strojov na simuláciu tepelnej/sily a získali krivku namáhania prietoku materiálu, t. j. vzťah namáhania. Krivka namáhania prietoku odráža vnútorný vzťah medzi namáhaním toku a parametrami procesu deformácie a zároveň je to aj makroskopický prejav vnútornej štruktúry materiálu. Xu Wenchen [3] vykonal skúšku deformácie kompresie konštantnej rýchlosti namáhania na tepelnom simulátore na štúdium dynamického tepelného deformačného správania zliatiny titánu TA15, vypočítal deformačnú aktivačnú energiu Q materiálu a pozoroval tepelnú deformačnú štruktúru. Dynamická rekryštalizácia v oblasti α fázy je hlavným zmäkčovacím mechanizmom materiálu, zatiaľ čo v oblasti β fázy je zmäkčovací mechanizmus ovládaný dynamickou obnovou. Ako rýchlosť deformácie klesá.
2. Typické aplikácie numerickej simulačnej technológie. Pretože numerická simulačná technológia umožňuje, aby bol proces tepelného spracovania zliatiny titánu skutočne reprodukovaný v počítači, výrobcovia podnikov a vedeckí výskumníci používajú túto technológiu na štúdium vzťahu medzi ideálnymi parametrami procesu a zodpovedajúcimi organizačnými a mechanickými vlastnosťami na optimalizáciu súčasného výrobného procesu a účelu zníženia nákladov na vývoj nových produktov, nových procesov a nových materiálov. Et al. študoval vývoj α fázy v procese kovania zliatiny titánu TC21 s lamelárnej štruktúrou v dvojfázovej zóne. Simulácia a analýza zákona o zmene teplotného poľa a poľa kmeňa počas procesu kovania a kvantitatívna analýza menšej zmeny morfológie alfa fázy, morfológia má tendenciu sféroidizovať. Výsledky ukazujú, že pole kmeňa a teplotné pole ovplyvňujú vývoj šupinatej fázy. V stave nižšieho kmeňa bude okraj kovacieho materiálu rýchlo rekryštalizovaný v dôsledku rýchleho poklesu teploty a teplota stredu kového materiálu bude vyššia.
Rozmanitosť mikroštruktúry zliatin titánu má pravidelný vzťah k viacproceserového výrobnému procesu zliatin titánu a rozmanitosti každého procesu. Toto komplexné spojenie určuje, že tradičné metódy je ťažké predpovedať a kontrolovať štruktúru a vlastnosti zliatin titánu. S vývojom počítačovej a numerickej simulačnej technológie v posledných rokoch sa numerická simulačná metóda mikroštruktúr stala silným nástrojom na získanie kvantitatívneho vzťahu vplyvu hlavných parametrov procesu na makroskopickú a mikroštruktúru horúcich dielov. Použitie numerickej simulačnej technológie na reprodukciu vývoja mikroštruktúry môže nielen prehĺbiť pochopenie mechanizmu zmeny štruktúry, podporiť vývoj existujúcich teórií, ale aj zlepšiť štruktúru materiálu a optimalizovať proces prípravy materiálu, čím sa získajú očakávané mechanické vlastnosti materiálu.