Δυνατότητα σχηματισμού σε θερμοκρασία δωματίου πλάκας υψηλής αντοχής από κράμα τιτανίου, ανθεκτική στη φθορά
Η ανθεκτική στη φθορά πλάκα από κράμα τιτανίου έχει αναγνωριστεί ευρέως για τα πλεονεκτήματα της υψηλής αντοχής, του μικρού βάρους και της καλής δομικής ακαμψίας. Το κράμα τιτανίου υψηλής αντοχής Ti-6Al-4V όχι μόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τομέα της αεροπορίας, αλλά και ένα σημαντικό υποψήφιο υλικό για δομικά μέρη σε άλλους βιομηχανικούς τομείς, όπως τα αυτοκίνητα και τα χημικά. Η μορφοποίηση της ανθεκτικής στη φθορά πλάκας από κράμα Ti-6Al-4V σε θερμοκρασία δωματίου είναι πολύ περιορισμένη και η ανάκαμψη μετά τη διαμόρφωση είναι πολύ μεγάλη, γεγονός που φέρνει πολλά προβλήματα στην παραδοσιακή σφράγιση και διαμόρφωση πίεσης. Αν και το όριο σχηματισμού της πλάκας από κράμα Ti-6Al-4V που είναι ανθεκτική στη φθορά θα αυξηθεί και η ανάκαμψη θα μειωθεί σε υψηλή θερμοκρασία, η διαμόρφωση σε θερμοκρασία δωματίου έχει μεγάλα πλεονεκτήματα στην εξοικονόμηση κόστους. Η μορφοποίηση με κύλιση είναι ένα είδος μεθόδου διαμόρφωσης που χρησιμοποιεί περιστρεφόμενους κυλίνδρους για τη σταδιακή παραμόρφωση μεταλλικών τεμαχίων και την κατασκευή τεμαχίων. Είναι κατάλληλο για δομικά μέρη με υψηλή αντοχή διαμόρφωσης και περιορισμένη μορφοποίηση. Χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στην αυτοκινητοβιομηχανία, κυρίως για τη διαμόρφωση χάλυβα εξαιρετικά υψηλής αντοχής και χάλυβα υψηλής αντοχής. Επειδή η γωνία αναστροφής ελατηρίου του υλικού είναι μικρή και η αντιστάθμιση του ελατηρίου μπορεί να γίνει με μια απλή και εύκολη μέθοδο κατά τη διαμόρφωση έλασης, η μορφοποίηση με έλαση είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για το σχηματισμό φθοράς κράματος Ti-6Al-4V ανθεκτικό πιάτο σε θερμοκρασία δωματίου. Για το λόγο αυτό, οι Ossama et al. μελέτησε τη συμπεριφορά σχηματισμού και επαναφοράς ελατηρίου της πλάκας υψηλής αντοχής Ti-6Al-4V κράματος υψηλής αντοχής πάχους 2 mm, ανθεκτικής στη φθορά, ανόπτησης στους 820 βαθμούς σε θερμοκρασία δωματίου.
Η αρχική δομή της πλάκας ανθεκτικής στη φθορά από κράμα Ti{{{0}}Αl-4V αποτελείται από 93,{4}}% ισοαξονική φάση και 6,14% φάση, και το μέσο μέγεθος κόκκων είναι 1,3μm±0,7μm. Τα αποτελέσματα της δοκιμής εφελκυσμού σε θερμοκρασία δωματίου δείχνουν ότι η ανισοτροπία είναι μεγάλη. Όταν η κατεύθυνση κύλισης είναι 45 μοίρες, η αντοχή διαρροής του δείγματος είναι η χαμηλότερη και η επιμήκυνση είναι υψηλή. Όταν επιτευχθεί η τελική αντοχή, το δείγμα θα σπάσει γρήγορα. Η δοκιμή ορίου σχηματισμού πραγματοποιήθηκε σε εξοπλισμό εξοπλισμένο με ημισφαιρικές διατρήσεις με διάμετρο 60 mm. Ένα οπτικό σύστημα μέτρησης καταπόνησης "AutogridVario" με 4 προηγμένες κάμερες CCD χρησιμοποιείται για την καταγραφή του πλήρους ιστορικού παραμόρφωσης κάθε δείγματος. Η συμπεριφορά παραμόρφωσης διαφορετικών μονοπατιών παραμόρφωσης ελέγχεται σχεδιάζοντας διαφορετικά σχήματα δειγμάτων.
Διαπιστώθηκε ότι όλα τα δείγματα έσπασαν ξαφνικά στην κορυφή της ημισφαιρικής διάτρησης και δεν υπήρχε εμφανές φαινόμενο λαιμού πριν από το κάταγμα, υποδεικνύοντας ότι η ικανότητα σχηματισμού του κράματος σε θερμοκρασία δωματίου ήταν πολύ περιορισμένη. Συγκρίθηκε και αναλύθηκε η συμπεριφορά παραμόρφωσης της ανθεκτικής στη φθορά πλάκας από κράμα Ti-6Al-4V κατά την κάμψη και την έλαση σε θερμοκρασία δωματίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ελάχιστη ακτίνα κάμψης της δοκιμής κάμψης αναδίπλωσης εκκρεμούς και δοκιμής κάμψης καλουπιού V είναι 9 mm, ενώ η ελάχιστη ακτίνα κάμψης διαμόρφωσης έλασης είναι 7,51 mm, η οποία αυξάνεται περισσότερο από 15%. Οι φόρμες κύλισης μπορούν να διαμορφωθούν σε μεγέθη μικρότερης ακτίνας και να έχουν λιγότερο ελατήριο από τις απλές φόρμες κάμψης. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι η διαμόρφωση έλασης είναι μια διαδικασία αθροιστικής παραμόρφωσης πολλαπλών σταδίων και η σταδιακή πολλαπλή παραμόρφωση μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη ρωγμών και ταυτόχρονα, η παραμόρφωση του υλικού είναι πιο επαρκής από τη συνηθισμένη παραμόρφωση. Επιπλέον, τα ελαττώματα σχήματος που εμφανίζονται συχνά στη διαδικασία έλασης του χάλυβα υψηλής αντοχής είναι σχετικά λίγα στη διαδικασία έλασης του κράματος Ti{10}}Al-4V. Μπορεί να φανεί ότι η μορφοποίηση έλασης είναι ένα πιθανό σχήμα διαδικασίας για τη διαμόρφωση πλακών υψηλής αντοχής από κράμα τιτανίου ανθεκτικά στη φθορά για δομικά μέρη αεροσκαφών και αυτοκινήτων σε θερμοκρασία δωματίου.
