Titāna sakausējuma struktūras dažādības un apstrādes tehnoloģija
Titāna sakausējumiem parasti ir nepieciešama termiskā apstrāde β vienfāzes zonā vai α+β zonā, lai iegūtu produktus ar noteiktu struktūru un īpašībām. Termiskās apstrādes parametru izvēlei ir svarīga ietekme uz titāna sakausējumu apstrādes īpašībām un mikrostruktūru. Pēdējos gados ar katru dienu ir palielinājušies mājkalpotāju pētījumi titāna sakausējuma termiskās apstrādes jomā, un īpaši pamanāma ir termiskās simulācijas tehnoloģijas un skaitliskās simulācijas tehnoloģijas piemērošana titāna sakausējuma termiskās deformācijas mehānismā un mikrostruktūras evolūcijas likumā.
Titāna sakausējums ir plaši izmantots kosmiskajā aviācijā un citās jomās, pateicoties tā lieliskajām īpašībām, piemēram, zemam blīvumam, augstai specifiskai izturībai un slīdes izturībai. Titāna sakausējumam ir zemas plastiscitātes, lielas deformācijas pretestības un acīmredzamas anizotropijas īpašības. Tāpēc titāna sakausējums ir ļoti jutīgs pret termiskās deformācijas procesa parametriem. Šis raksts iepazīstina ar fizikālās simulācijas tehnoloģiju un skaitliskās simulācijas tehnoloģiju un tās pielietojumu titāna sakausējuma termiskās apstrādes jomā. Tā koncentrējas uz simulācijas tehnoloģijas pielietojuma statusu titāna sakausējuma karstās deformācijas mehānismā, defektu prognozēšanu un kontroli un mikrostruktūras evolūciju, kā arī norāda uz atrisināmajām problēmām un attīstības tendencēm pašreizējā titāna sakausējuma karstās formēšanas simulācijā.
Cieši integrējot tradicionālo plastmasas apstrādes tehnoloģiju un modernās datortehnoloģijas visos virzienos, tradicionālās empīriskās dizaina metodes ātri un efektīvi tiek aizstātas ar analogo dizainu. Pirms plastmasas formēšanas procesa projektēšanas un noteikšanas jābūt pieejamiem noteiktiem prognozējošiem datiem vai rezultātiem, un parasti ir nepieciešama procesa simulācija. Šāda veida simulācija pirms faktiskās ražošanas parasti tiek iedalīta fiziskajā simulācijā un skaitliskajā simulācijā. Tipiski termiskās simulācijas tehnoloģijas pielietojumi.
1. Daudzi zinātnieki ir veikuši termiskās kompresijas deformācijas eksperimentus ar dažāda veida titāna sakausējumiem, izmantojot termiskās/spēka imitācijas testa iekārtas, un ieguvuši materiāla plūsmas stresa līkni, tas ir, stresa un spriedzes sakarību. Plūsmas stresa līkne atspoguļo iekšējo saistību starp plūsmas spriegumu un deformācijas procesa parametriem, un tajā pašā laikā tā ir arī materiāla iekšējās struktūras makroskopiskā izpausme. Xu Wenchen [3] veica konstanta celma ātruma kompresijas deformācijas testu termiskajam simulatoram, lai pētītu TA15 titāna sakausējuma dinamisko termiskās deformācijas uzvedību, aprēķināja materiāla deformācijas aktivācijas enerģiju Q un novēroja termiskās deformācijas struktūru. Dinamiskā rekristalizācija α fāzes reģionā ir galvenais materiāla mīkstināšanas mehānisms, savukārt β fāzē mīkstināšanas mehānismā dominē dinamiska reģenerācija. Samazinoties deformācijas ātrumam.
2. Tipiski skaitliskās simulācijas tehnoloģijas pielietojumi. Tā kā skaitliskās simulācijas tehnoloģija ļauj titāna sakausējuma termiskās apstrādes procesu patiesi reproducēt datorā, uzņēmumu ražotāji un zinātniskie pētnieki izmanto šo tehnoloģiju, lai izpētītu saistību starp ideāliem procesa parametriem un atbilstošo organizāciju un mehāniskajām īpašībām, lai optimizētu pašreizējo ražošanas procesu un mērķi samazināt jaunu produktu, jaunu procesu un jaunu materiālu izstrādes izmaksas. Et al. pētīja α fāzes attīstību TC21 titāna sakausējuma ar lamellas struktūru kalšanas procesā divfāžu zonā. Temperatūras lauka un celma lauka izmaiņu likuma simulācija un analīze kalšanas procesā un mazākās alfa fāzes morfoloģijas maiņas kvantitatīvā analīze, morfoloģija mēdz sferoidizēt. Rezultāti liecina, ka spriedzes lauks un temperatūras lauks ietekmē pārslveida fāzes attīstību. Zemāka celma apstākļos kaluma materiāla mala tiks ātri rekristalizēta straujā temperatūras krituma dēļ, un kalšanas materiāla centra temperatūra būs augstāka.
Titāna sakausējumu mikrostruktūras daudzveidībai ir regulāra saistība ar titāna sakausējumu daudzprocesu ražošanas procesu un katra procesa daudzveidību. Šis sarežģītais savienojums nosaka, ka tradicionālās metodes ir grūti paredzēt un kontrolēt titāna sakausējumu struktūru un īpašības. Līdz ar datorsimulācijas un skaitliskās simulācijas tehnoloģijas attīstību pēdējos gados mikrostruktūras skaitliskā simulācijas metode ir kļuvusi par spēcīgu instrumentu, lai iegūtu kvantitatīvu attiecību starp galveno procesa parametru ietekmi uz karsti veidoto daļu makroskopisko un mikrostruktūru. Skaitliskās simulācijas tehnoloģijas izmantošana mikrostruktūras evolūcijas atveidošanai var ne tikai padziļināt izpratni par struktūras maiņas mehānismu, veicināt esošo teoriju attīstību, bet arī uzlabot materiāla struktūru un optimizēt materiāla sagatavošanas procesu, tādējādi iegūstot sagaidāmās materiāla mehāniskās īpašības.