قابلية تشكيل درجة حرارة الغرفة من ورقة التيتانيوم عالية القوة

قابلية تشكيل درجة حرارة الغرفة لألواح سبيكة من التيتانيوم عالية القوة

يتم التعرف على ورقة التيتانيوم على نطاق واسع لقوته العالية والوزن الخفيف والصلابة الهيكلية. لا يتم استخدام سبيكة التيتانيوم عالية القوة Ti-6AL-4V في الفضاء فحسب ، بل هي أيضًا مرشح مهم للمكونات الهيكلية المستخدمة في المجالات الصناعية الأخرى مثل السيارات والكيميائية.

تتميز ورقة التيتانيوم 6AL-4V بتشكيل محدودة للغاية في درجة حرارة الغرفة ورباك كبيرة بعد تشكيلها ، مما يطرح العديد من المشكلات لتشكيل الختم التقليدي وتشكيل الضغط. على الرغم من أن الحد الأقصى لتشكيل ورقة سبيكة Ti-6AL-4V وينخفض ​​Springback في درجات حرارة عالية ، فإن تشكيل درجة حرارة الغرفة له ميزة كبيرة من حيث وفورات التكاليف. تشكيل لفة هي طريقة تشكيل تستخدم لفائف دوارة لتشويه تدريجيا البليت المعدني في قطعة عمل ، مناسبة لتشكيل أجزاء هيكلية ذات قوة عالية وقابلية محدودة ، وتستخدم بشكل متزايد في صناعة السيارات ، بشكل رئيسي لتشكيل الفولاذ عالية القوة الفائقة ، الفولاذ عالي القوة وهلم جرا. تشكيل لفة هي طريقة فعالة لتشكيل درجة حرارة الغرفة لألواح سبيكة Ti-6AL-4V لأن زاوية springback من المادة صغيرة أثناء عملية تشكيل المتداول ويمكن تعويضها بواسطة طريقة بسيطة وسهلة للتعويض عن Springback. لهذا السبب ، Ossama et al. أجرت دراسة مخبرية حول سلوك تشكيل وسباباك من أطباق سبيكة TI-6AL-4V ذات السمك 2 مم.

تتكون التنظيم البكر لورقة التيتانيوم GR.5 المختارة للتجربة من 93.86 ٪ من المرحلة α-phase و 6.14 ٪ β ، مع متوسط ​​حجم الحبوب 1.3 ميكرون ± 0.7 ميكرون. أظهرت نتائج اختبارات الشد في درجة حرارة الغرفة تباينًا كبيرًا ، وكانت قوة الغلة للعينة أدنى عندما تم توجيهها عند 45 درجة إلى اتجاه المتداول ، مع استطالة عالية ، وعندما وصلت إلى القوة النهائية ، ستحدث العينة بسرعة بسرعة عند الوصول إلى القوة النهائية. أجريت اختبارات الحد من التشكيل على آلة مزودة بلكمة نصف كروية بقطر 60 مم ، وتم استخدام نظام قياس السلالة البصرية "vario autogrid" المجهز بأربعة كاميرات CCD الحديثة لتسجيل الكاملة تاريخ تشوه كل عينة. تم تصميم أشكال العينات المختلفة لاختبار سلوك التشوه لمسارات الإجهاد المختلفة.

وقد وجد أن جميع العينات مكسورة فجأة في الجزء العلوي من اللكمة نصف كروية دون أي تشديد كبير قبل الكسر ، مما يشير إلى أن قابلية درجة حرارة الغرفة للسبائك محدودة للغاية. تم تحليل سلوكيات التشوه لألواح سبيكة TI-6AL-4V أثناء انحناء درجة حرارة الغرفة وتشكيل لفة نسبيًا. أظهرت النتائج أن الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء في اختبار الانحناء القابل للطي من البندول واختبار الانحناء V-die هو 9 مم ، في حين أن الحد الأدنى لتكوين الدفرة من تشكيل لفة هو 7.51 مم ، وهو أعلى بأكثر من 15 ٪. تشكيل لفة يمكن أن تشكل أحجام نصف قطرها أصغر ولديها أقل من الانحناء البسيط. ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى تشكيل التدحرج ، وهو عملية تشوه تراكمية متعددة الخطوات ، يمكن أن يمنع التشوه المتعدد التدريجي نمو الشقوق ، وفي الوقت نفسه ، يجعل تشوه المواد أكثر من التشوه العادي للكامل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عيوب الشكل التي تظهر غالبًا في عملية التدحرج من الصلب عالي القوة هي قليلة نسبيًا في عملية التدوير والتكوين لسبائك Ti-6AL-4V. يمكن أن نرى أن تشكيل لفة هو عملية واعدة للغاية لتشكيل درجة حرارة الغرفة من صفيحة التيتانيوم عالية القوة للفضاء والمكونات الهيكلية للسيارات.