Công nghệ tạo hình hợp kim titan

Tạo hình leo là một trong những công nghệ tạo hình hợp kim titan. Điều đó có nghĩa là ở một nhiệt độ nhất định, sau khi tấm kim loại bị biến dạng dưới tác động của dụng cụ và khuôn để thu được hình dạng lý tưởng, nhiệt độ và tải trọng được giữ không đổi, do đó xảy ra hiện tượng giãn ứng suất bên trong phôi và xảy ra biến dạng đàn hồi. Biến đổi thành biến dạng dẻo vĩnh viễn cho đến khi ứng suất dư và độ đàn hồi về cơ bản được loại bỏ, và cuối cùng thu được hình dạng phôi lý tưởng sau khi làm mát.
Động lực gây ra từ biến trong quá trình hình thành từ biến là ứng suất tác dụng. Khi từ biến tiến triển, biến dạng đàn hồi giảm, do đó ứng suất bên trong giảm tương ứng và ứng suất tác dụng cũng giảm tương ứng. Một số nhà nghiên cứu chỉ ra rằng quá trình rão kéo nhiệt là một quá trình tạo hình mới cho vật liệu tổng hợp hợp kim titan có thành mỏng. Quá trình này sử dụng các phương pháp gia nhiệt như gia nhiệt bằng điện trở để làm nóng các tấm hoặc biên dạng kim loại có thành mỏng đến nhiệt độ định hình nhiệt trước khi kéo giãn và uốn. Khi hình dạng cuối cùng được hình thành, nhiệt độ không đổi và vật liệu bò theo hướng kéo của bề mặt khuôn. Điều này dẫn đến giảm ứng suất và giảm ứng suất nội tuyến trong phôi được tạo hình. Ứng suất dư được giảm đi, do đó làm giảm độ đàn hồi của các bộ phận và cải thiện độ chính xác của quá trình tạo hình. Tình trạng nghiên cứu, nguyên lý quy trình, thiết bị chính, công nghệ xử lý, ưu điểm và nhược điểm của công nghệ quy trình mới được giới thiệu. Cuối cùng, triển vọng ứng dụng của công nghệ tạo hình hỗn hợp kéo nóng đã được triển vọng.
Một số nhà nghiên cứu chỉ ra rằng hợp kim titan thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, chẳng hạn như khung máy bay vận tải, do đặc tính cơ học và ăn mòn tuyệt vời cũng như trọng lượng tương đối nhẹ. Tuy nhiên, hợp kim titan nổi tiếng là khó hình thành ở nhiệt độ phòng. Do đó, khi tạo hình các biên dạng hợp kim titan, công nghệ tạo hình từ biến uốn nóng được sử dụng để cải thiện hiệu suất tạo hình và giảm độ đàn hồi. Nguyên lý của uốn nóng và tạo hình dão là sau giai đoạn uốn nóng, giai đoạn giảm ứng suất được thực hiện bằng cách giữ phôi với khuôn trong thời gian dừng đã chọn. Điều này có ưu điểm là ứng suất dư thấp và độ đàn hồi tối thiểu, bao gồm cả dụng cụ rẻ tiền và khả năng lặp lại tốt. Mô hình Arrhenius được sử dụng để mô tả đặc tính từ biến và mô hình phần tử hữu hạn của quá trình biến dạng từ biến uốn do kéo nhiệt đã được thiết lập trong ABAQUS. Kết quả mô phỏng phần tử hữu hạn cho thấy ứng suất dư giảm đi đáng kể trong giai đoạn hồi phục ứng suất và ứng suất dư thấp dẫn đến độ đàn hồi nhỏ hơn. Các giá trị phục hồi dự đoán phù hợp tốt với kết quả thử nghiệm. Một số nhà nghiên cứu chỉ ra rằng sự giãn từ biến hoặc ứng suất là cơ chế chính để giảm độ đàn hồi trong quá trình tạo hình nóng của các tấm hợp kim titan.
Cho đến nay, sự khác biệt và mối liên hệ giữa hai hiện tượng này vẫn chưa được khám phá một cách rõ ràng. Các thử nghiệm hồi phục ứng suất và rão trong thời gian ngắn ở nhiệt độ cao đã được tiến hành trên hợp kim Ti6Al4V. Cấu trúc vi mô của hợp kim được quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua. Ảnh hưởng của nhiệt độ, ứng suất và thời gian lên trạng thái từ biến và hồi phục ứng suất đã được nghiên cứu tương ứng. Mối tương quan và sự khác biệt giữa hai hiện tượng được so sánh dựa trên mối quan hệ biến dạng-thời gian và tốc độ biến dạng-thời gian. Kết quả cho thấy hành vi rão dưới nhiệt độ thấp và ứng suất thấp được kiểm soát bởi sự khuếch tán nguyên tử, và hành vi rão dưới nhiệt độ cao và ứng suất cao được kiểm soát bởi sự trượt lệch vị trí và độ rão. Hành vi thư giãn căng thẳng chủ yếu được kiểm soát bằng cách leo trèo trật khớp. Hành vi giảm bớt ứng suất được dự đoán từ dữ liệu từ biến rất phù hợp với kết quả thử nghiệm.