Τεχνολογία και τεχνολογία επεξεργασίας δομών κραμάτων τιτανίου
Τα κράματα τιτανίου απαιτούν συνήθως θερμική επεξεργασία στην β μονοφασική ζώνη ή α+β ζώνη δύο φάσεων για την απόκτηση προϊόντων με συγκεκριμένη δομή και ιδιότητες. Η επιλογή των παραμέτρων θερμικής επεξεργασίας έχει σημαντικό αντίκτυπο στις ιδιότητες επεξεργασίας και τη μικροδομή κραμάτων τιτανίου. Τα τελευταία χρόνια, η εγχώρια έρευνα στον τομέα της θερμικής επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου έχει αυξηθεί μέρα με τη μέρα, και η εφαρμογή της τεχνολογίας θερμικής προσομοίωσης και της αριθμητικής τεχνολογίας προσομοίωσης στο μηχανισμό θερμικής παραμόρφωσης κραμάτων τιτανίου και το νόμο εξέλιξης μικροδομών είναι ιδιαίτερα προεξέχον.
Το κράμα τιτανίου έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αεροδιαστημική και σε άλλους τομείς λόγω των άριστων ιδιοτήτων του όπως η χαμηλή πυκνότητα, η υψηλή ειδική δύναμη και η αντίσταση ερπυσμού. Το κράμα τιτανίου έχει τα χαρακτηριστικά της χαμηλής ολκιμότητας, της μεγάλης αντίστασης παραμόρφωσης και της προφανούς ανισοτροπίας. Ως εκ τούτου, το κράμα τιτανίου είναι πολύ ευαίσθητο στις παραμέτρους της διαδικασίας θερμικής παραμόρφωσης. Αυτό το άρθρο εισάγει τη φυσική τεχνολογία προσομοίωσης και την αριθμητική τεχνολογία προσομοίωσης και την εφαρμογή της στον τομέα της θερμικής επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου. Επικεντρώνεται στην κατάσταση εφαρμογής της τεχνολογίας προσομοίωσης στο μηχανισμό θερμής παραμόρφωσης κραμάτων τιτανίου, την πρόβλεψη και τον έλεγχο των ελαττωμάτων και της εξέλιξης μικροδομών, και επισημαίνει τα προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν και τις τάσεις ανάπτυξης στην τρέχουσα προσομοίωση θερμού σχηματισμού κραμάτων τιτανίου.
Με τη στενή ενσωμάτωση της παραδοσιακής τεχνολογίας επεξεργασίας πλαστικών και της σύγχρονης τεχνολογίας υπολογιστών προς όλες τις κατευθύνσεις, οι παραδοσιακές εμπειρικές μέθοδοι σχεδιασμού αντικαθίστανται γρήγορα και αποτελεσματικά από αναλογικό σχεδιασμό. Πριν από το σχεδιασμό και τον προσδιορισμό της πλαστικής διαδικασίας διαμόρφωσης, πρέπει να είναι διαθέσιμα ορισμένα προγνωστικά δεδομένα ή αποτελέσματα και συνήθως απαιτείται προσομοίωση διεργασίας. Αυτό το είδος προσομοίωσης πριν από την πραγματική παραγωγή χωρίζεται γενικά σε φυσική προσομοίωση και αριθμητική προσομοίωση. Τυπικές εφαρμογές της τεχνολογίας θερμικής προσομοίωσης.
1. Πολλοί μελετητές έχουν διεξαγάγει πειράματα παραμόρφωσης θερμικής συμπίεσης σε διαφορετικούς τύπους κραμάτων τιτανίου χρησιμοποιώντας μηχανές δοκιμής προσομοίωσης θερμικής / δύναμης και έχουν λάβει την καμπύλη πίεσης ροής του υλικού, δηλαδή τη σχέση στρες-καταπόνησης. Η καμπύλη τάσης ροής αντικατοπτρίζει την εσωτερική σχέση μεταξύ της τάσης ροής και των παραμέτρων της διαδικασίας παραμόρφωσης και ταυτόχρονα είναι επίσης η μακροσκοπική εκδήλωση της εσωτερικής δομής του υλικού. Το Xu Wenchen [3] διεξήγαγε μια σταθερή δοκιμή παραμόρφωσης συμπίεσης ποσοστού πίεσης σε έναν θερμικό προσομοιωτή για να μελετήσει τη δυναμική θερμική συμπεριφορά παραμόρφωσης του κράματος τιτανίου TA15, υπολόγισε την ενέργεια ενεργοποίησης παραμόρφωσης Q του υλικού, και παρατήρησε τη θερμική δομή παραμόρφωσης. Η δυναμική επανακρυστάλλωση στην περιοχή φάσης α είναι ο κύριος μηχανισμός μαλάκυνσης του υλικού, ενώ στην περιοχή φάσης β ο μηχανισμός μαλάκυνσης κυριαρχείται από δυναμική ανάκαμψη. Καθώς ο ρυθμός παραμόρφωσης μειώνεται.
2. Τυπικές εφαρμογές της τεχνολογίας αριθμητικής προσομοίωσης. Επειδή η τεχνολογία αριθμητικής προσομοίωσης επιτρέπει την πραγματική αναπαραγωγή της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου στον υπολογιστή, οι παραγωγοί επιχειρήσεων και οι επιστημονικοί ερευνητές χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία για να μελετήσουν τη σχέση μεταξύ των ιδανικών παραμέτρων διαδικασίας και της αντίστοιχης οργάνωσης και των μηχανικών ιδιοτήτων για να βελτιστοποιήσουν την τρέχουσα διαδικασία παραγωγής και το σκοπό της μείωσης του κόστους ανάπτυξης νέων προϊόντων, νέων διαδικασιών και νέων υλικών. Ο Et al. μελέτησε την εξέλιξη της α φάσης στη διαδικασία υιοθετών του κράματος τιτανίου TC21 με δομή lamellar στη ζώνη δύο φάσεων. Η προσομοίωση και ανάλυση του νόμου αλλαγής του πεδίου θερμοκρασίας και του πεδίου καταπόνησης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σφυρήνας και της ποσοτικής ανάλυσης της μικρότερης αλλαγής της μορφολογίας της φάσης άλφα, η μορφολογία τείνει να σφαιροειδώνει. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το πεδίο πίεσης και το πεδίο θερμοκρασίας επηρεάζουν την εξέλιξη της φολιδωτής φάσης. Υπό τον όρο της χαμηλότερης πίεσης, η άκρη του σφυρηλατημένου υλικού θα επανακρυσταλλωθεί γρήγορα λόγω της γρήγορης πτώσης θερμοκρασίας, και η θερμοκρασία του κέντρου του υλικού πλαστοπροσωπίας θα είναι υψηλότερη.
Η ποικιλομορφία της μικροδομής των κραμάτων τιτανίου έχει μια τακτική σχέση με τη διαδικασία παραγωγής πολλαπλών διεργασιών των κραμάτων τιτανίου και την ποικιλομορφία κάθε διαδικασίας. Αυτή η σύνθετη σύνδεση καθορίζει ότι οι παραδοσιακές μέθοδοι είναι δύσκολο να προβλεφθούν και να ελεγχθούν η δομή και οι ιδιότητες των κραμάτων τιτανίου. Με την ανάπτυξη τεχνολογίας υπολογιστών και αριθμητικής προσομοίωσης τα τελευταία χρόνια, η αριθμητική μέθοδος προσομοίωσης της μικροδομής έχει γίνει ένα ισχυρό εργαλείο για την επίτευξη της ποσοτικής σχέσης της επίδρασης των κύριων παραμέτρων της διεργασίας στη μακροσκοπική και μικροδομή των θερμών διαμορφωμένων τμημάτων. Η χρήση της τεχνολογίας αριθμητικής προσομοίωσης για την αναπαραγωγή της εξέλιξης της μικροδομής μπορεί όχι μόνο να εμβαθύνει την κατανόηση του μηχανισμού αλλαγής δομής, να προωθήσει την ανάπτυξη των υφιστάμενων θεωριών, αλλά και να βελτιώσει τη δομή του υλικού και να βελτιστοποιήσει τη διαδικασία προετοιμασίας του υλικού, αποκτώντας έτσι τις αναμενόμενες μηχανικές ιδιότητες του υλικού.
