Titaaniseoksen rakenne monimuotoisuus ja prosessointitekniikka
Titaaniseokset vaativat yleensä lämpökäsittelyä β-vaihevyöhykkeellä tai α+β-vyöhykkeellä saadakseen tuotteita, joilla on tietty rakenne ja ominaisuudet. Lämpökäsittelyparametrien valinnalla on merkittävä vaikutus titaaniseoksien prosessointiominaisuuksiin ja mikrorakenteesiin. Viime vuosina kotimainen tutkimus titaaniseoksen lämpökäsittelyn alalla on lisääntynyt päivä päivältä, ja lämpösimulaatioteknologian ja numeerisen simulointiteknologian soveltaminen titaaniseoksen lämpöformaatiomekanismiin ja mikrorakenteiden evoluutiolainsäädäntöön on erityisen näkyvää.
Titaaniseosta on käytetty laajalti ilmailualalla ja muilla aloilla sen erinomaisten ominaisuuksien, kuten alhaisen tiheyden, korkean spesifisen lujuuden ja hiipivän kestävyyden vuoksi. Titaaniseoksella on alhaisen kanavan, suuren muodonmuutoksen kestävyyden ja ilmeisen anisotropian ominaisuudet. Siksi titaaniseos on erittäin herkkä lämpöformaation prosessiparametreille. Tässä artikkelissa esitellään fyysinen simulointitekniikka ja numeerinen simulointitekniikka ja sen soveltaminen titaaniseoksen lämpökäsittelyn alalla. Siinä keskitytään simulaatioteknologian käyttötilaan titaaniseoksen kuumassa muodonmuutosmekanismissa, vikojen ennustamiseen ja hallintaan sekä mikrorakenteiden evoluutioon ja huomautetaan ratkaistavat ongelmat ja kehityssuuntaukset nykyisessä titaaniseoksen kuumamuovaussimulaatiossa.
Perinteisen muovinjalostusteknologian ja nykyaikaisen tietotekniikan tiiviin integroinnin ansiosta perinteiset empiiriset suunnittelumenetelmät korvataan nopeasti ja tehokkaasti analogisella suunnittelulla. Ennen muovinmuoviprosessin suunnittelua ja määrittämistä on oltava saatavilla tiettyjä ennakoivia tietoja tai tuloksia, ja prosessisimulaatio on yleensä tarpeen. Tällainen simulointi ennen varsinaista tuotantoa on yleensä jaettu fyysiseen simulointiin ja numeeriseen simulointiin. Tyypillisiä lämpösimulaatioteknologian sovelluksia.
1. Monet tutkijat ovat tehneet lämpökompression muodonmuutoskokeita erityyppisillä titaaniseoksilla lämpö-/voimasimulaatiokokeilla ja saaneet materiaalin virtausstressikäyrän eli stressi-rasitussuhteen. Virtauksen rasituskäyrä heijastaa virtausrasituksen ja muodonmuutosprosessin parametrien sisäistä suhdetta, ja samalla se on myös materiaalin sisäisen rakenteen makroskooppinen ilmentymä. Xu Wenchen [3] suoritti lämpösimulaattorilla vakiokantanopeuden kompression muodonmuutostestin TA15-titaaniseoksen dynaamisen lämpöformaatiokäyttäytymisen tutkimiseksi, laski materiaalin muodonmuutoksen aktivaatioenergian Q ja havaitsi lämpöformaatiorakenteen. Dynaaminen uudelleenkiryttäminen α-vaiheen alueella on materiaalin tärkein pehmenemismekanismi, kun taas β-vaiheen alueella pehmenemismekanismia hallitsee dynaaminen palautuminen. Muodonmuutoksen vähentyessä.
2. Numeerisen simulointiteknologian tyypilliset sovellukset. Koska numeerinen simulointiteknologia mahdollistaa titaaniseoksen lämpökäsittelyprosessin todella toistamisen tietokoneella, yritystuottajat ja tieteelliset tutkijat käyttävät tätä teknologiaa tutkiakseen ihanteellisten prosessiparametrien ja vastaavien organisaatio- ja mekaanisten ominaisuuksien välistä suhdetta nykyisen tuotantoprosessin optimoimiseksi ja uusien tuotteiden, uusien prosessien ja uusien materiaalien kehityskustannusten alentamiseksi. Et al. tutki α TC21-titaaniseoksen taontaprosessissa lamellar-rakenteella kaksivaihevyöhykkeellä. Lämpötilakentän ja kantakentän muutoslain simulointi ja analysointi taontaprosessin aikana ja kvantitatiivinen analyysi siitä, mitä pienempi alfa-vaiheen morfologian muutos on, morfologia pyrkii spheroidisoitumaan. Tulokset osoittavat, että kantakenttä ja lämpötilakenttä vaikuttavat hilseilevän vaiheen kehitykseen. Pienemmän rasituksen ehdolla taontamateriaalin reunaa takovan materiaalin reunaa takotaan nopeasti nopean lämpötilan laskun vuoksi, ja taontamateriaalin keskipisteen lämpötila on korkeampi.
Titaaniseoksien mikrorakenteen moninaisuuteen on säännöllinen suhde titaaniseoksien moniprosessituotantoprosessiin ja kunkin prosessin monimuotoisuuteen. Tämä monimutkainen yhteys määrittää, että perinteisiä menetelmiä on vaikea ennustaa ja hallita titaaniseoksien rakennetta ja ominaisuuksia. Tietokone- ja numeerisen simulointiteknologian kehittelyn ansiosta mikrorakenteiden numeerinen simulointimenetelmä on tullut tehokkaaksi työkaluksi, jolla saadaan aikaan tärkeimpien prosessiparametrien vaikutuksen kvantitatiivinen suhde kuumamuovattujen osien makroskooppiseen ja mikrorakenteeseen. Numeerisen simulointiteknologian käyttö mikrorakenteen kehityksen toistamiseen voi paitsi syventää ymmärrystä rakenteen muutosmekanismista, edistää olemassa olevien teorioiden kehittymistä, myös parantaa materiaalin rakennetta ja optimoida materiaalin valmistusprosessia ja siten saada materiaalin odotetut mekaaniset ominaisuudet.