Titanova struktura zlitina Raznolikost in tehnologija obdelave
Zlitina titana običajno zahteva toplotno obdelavo v enofazni coni β ali α+β dvofazno območje za pridobitev izdelkov z določeno strukturo in lastnostmi. Izbira parametrov toplotne obdelave pomembno vpliva na lastnosti obdelave in mikrostrukturo zlitina titana. V zadnjih letih so se domače raziskave na področju toplotne obdelave zlitina titana iz dneva v dan povečevale, še posebej se izkaže uporaba tehnologije toplotne simulacije in numerične simulacijske tehnologije v mehanizmu toplotne deformacije zlitina titana in zakonu o razvoju mikrostrukture.
Titanova zlitina se je zaradi svojih odličnih lastnosti, kot so nizka gostota, visoka specifična trdnost in odpornost na srhljivke, široko uporabljala na zračnih in drugih poljih. Titanova zlitina ima značilnosti nizke duktilnosti, velike odpornosti na deformacije in očitne anisotropnosti. Zato je zlitina titana zelo občutljiva na parametre toplotnega procesa deformacije. V tem članku se uvaja fizikalna simulacijska tehnologija in numerična simulacijska tehnologija ter njena uporaba na področju toplotne obdelave zlitina titana. Osredotoča se na stanje uporabe simulacijske tehnologije v mehanizmu za deformacijo zlitina titana, napovedi in obvladovanja napak in razvoja mikrostrukture ter opozarja na težave, ki jih je treba rešiti, in razvojne trende v trenutni simulaciji oblikovanja zlitina titana.
S tesno integracijo tradicionalne tehnologije predelave plastike in sodobne računalniške tehnologije v vse smeri se tradicionalne empirične metode oblikovanja hitro in učinkovito nadomestijo z analognim oblikovanjem. Pred oblikovanjem in določanjem postopka oblikovanja plastike morajo biti na voljo določeni predvidljivi podatki ali rezultati, običajno pa je potrebna simulacija procesa. Taka simulacija pred dejansko proizvodnjo je na splošno razdeljena na fizično simulacijo in numerično simulacijo. Tipične uporabe tehnologije toplotne simulacije.
1. Mnogi učenjaki so izvedli poskuse toplotne kompresije deformacije na različnih vrstah zlitinah titana z uporabo toplotno/silnih simulacijskih testnih strojev, in pridobili krivulje pretoka stresa materiala, to je odnos stres-obremenitev. Krivunja obremenitve toka odraža notranji odnos med stresom toka in parametri procesa deformacije, hkrati pa je tudi makroskopska manifestacija notranje strukture materiala. Xu Wenchen [3] je na toplotnem simulatorju izvedla preskus konstantne stopnje kompresije obremenitve, da bi preučila dinamično vedenje toplotne deformacije zlitina TA15 titana, izračunala energijo aktivacije deformacije Q materiala in opazovala strukturo toplotne deformacije. Dinamična reklistalizacija v α fazi je glavni mehči mehanizem materiala, v fazi β pa mehanizem mehkanja prevladuje dinamično okrevanje. Ker se stopnja deformacije zmanjšuje.
2. Tipične uporabe numerične simulacijske tehnologije. Ker tehnologija numerične simulacije omogoča, da se toplotna obdelava zlitina titana resnično reproducira na računalniku, proizvajalci podjetij in znanstveni raziskovalci s to tehnologijo preučujejo razmerje med idealnimi procesnimi parametri ter ustrezno organizacijo in mehanskimi lastnostmi za optimizacijo trenutnega proizvodnega procesa in namen zmanjšanja razvojnih stroškov novih izdelkov, novih procesov in novih materialov. Et al. preučil razvoj α fazi v procesu kovanja TC21 titanove zliine z lamelarno strukturo v dvofazni coni. Simulacija in analiza spremembe zakona temperaturnega polja in sevnega polja med postopkom kovanja in kvantitativna analiza manjše spremembe morfologije alfa faze, morfologija se nagiba k sferoidi. Rezultati kažejo, da sevno polje in temperaturno polje vplivata na razvoj flaky faze. Pod pogojem nižjega obremenitve se bo rob kovanja materiala zaradi hitrega padanja temperature hitro reklistaliziral, temperatura središča kovanja materiala pa bo višja.
Raznolikost mikrostrukture zlitina titana ima reden odnos z več procesom proizvodnje zlitina titana in raznolikostjo vsakega procesa. Ta kompleksna povezava določa, da je tradicionalne metode težko predvideti in nadzorovati strukturo in lastnosti zlitina titana. Z razvojem računalniške in numerične simulacijske tehnologije v zadnjih letih je numerična simulacijska metoda mikrostrukture postala močno orodje za pridobitev kvantitativnega odnosa vpliva glavnih procesnih parametrov na makroskopsko in mikrostrukturo vroče oblikovanih delov. Uporaba numerične simulacijske tehnologije za reprodukcijo razvoja mikrostrukture lahko ne samo poglobi razumevanje mehanizma spremembe strukture, spodbuja razvoj obstoječih teorij, ampak tudi izboljša strukturo materiala in optimizira proces priprave materiala, s čimer pridobi pričakovane mehanske lastnosti materiala.
