Titaanisulami struktuuri mitmekesisus ja töötlemise tehnoloogia
Titaanisulamid vajavad tavaliselt termilist töötlemist β ühefaasilises tsoonis või α+β kahefaasilises tsoonis, et saada teatud struktuuri ja omadustega tooteid. Termilise töötlemise parameetrite valikul on oluline mõju titaanisulamite töötlemisomadustele ja mikrostruktuurile. Viimastel aastatel on titaanisulami termilise töötlemise valdkonna siseuuringud iga päevaga suurenenud ning eriti silmapaistev on termosimulatsioonitehnoloogia ja numbrilise simulatsioonitehnoloogia rakendamine titaanisulami termilise deformatsiooni mehhanismis ja mikrostruktuuri evolutsiooniõiguses.
Titaani sulamit on laialdaselt kasutatud lennunduses ja muudes valdkondades tänu oma suurepärastele omadustele, nagu madal tihedus, kõrge spetsiifiline tugevus ja roomamiskindlus. Titaanisulamil on madala painduvuse, suure deformatsioonikindluse ja ilmse anisotroopia omadused. Seetõttu on titaani sulam väga tundlik termilise deformatsiooni protsessi parameetrite suhtes. See artikkel tutvustab füüsilise simulatsiooni tehnoloogiat ja numbrilise simulatsiooni tehnoloogiat ning selle rakendamist titaanisulami termilise töötlemise valdkonnas. See keskendub simulatsioonitehnoloogia rakendamisolekule titaanisulami kuuma deformatsiooni mehhanismis, defektide ennustamisele ja kontrollimisele ning mikrostruktuuride evolutsioonile ning juhib tähelepanu lahendatavatele probleemidele ja arengusuundumustele praeguses titaanisulami kuuma vormimise simulatsioonis.
Traditsioonilise plastitöötlemistehnoloogia ja kaasaegse arvutitehnoloogia tiheda integreerimisega igas suunas asendatakse traditsioonilised empiirilised disainimeetodid kiiresti ja tõhusalt analoogdisainiga. Enne plastivormimisprotsessi kavandamist ja kindlaksmääramist peavad olema kättesaadavad teatavad prognoosivad andmed või tulemused ning tavaliselt on vaja protsessi simulatsiooni. Selline simulatsioon enne tegelikku tootmist jaguneb üldiselt füüsiliseks simulatsiooniks ja numbriliseks simulatsiooniks. Termilise simulatsiooni tehnoloogia tüüpilised rakendused.
1. Paljud teadlased on läbi viinud termilise kompressioondeformatsiooni katseid erinevat tüüpi titaanisulamitega, kasutades termilise/jõu simulatsiooni katsemasinaid, ja saanud materjali voolupinge kõvera, st stressi-tüve suhte. Voolupinge kõver peegeldab sisemist seost voolupinge ja deformatsiooniprotsessi parameetrite vahel ning samal ajal on see ka materjali sisemise struktuuri makroskoopiline ilming. Xu Wenchen [3] viis läbi püsiva tüve kiiruse kompressioondeformatsiooni katse termilise simulaatoriga, et uurida TA15 titaanisulami dünaamilist termilise deformatsiooni käitumist, arvutas materjali deformatsiooni aktiveerimise energia Q ja jälgis termilise deformatsiooni struktuuri. Dünaamiline rekristaliseerimine α faasipiirkonnas on materjali peamine pehmendamismehhanism, samas kui β faasipiirkonnas domineerib pehmendamismehhanismi dünaamiline taastumine. Deformatsioonikiiruse vähenemisel.
2. Numbrilise simulatsioonitehnoloogia tüüpilised rakendused. Kuna numbriline simulatsioonitehnoloogia võimaldab titaanisulami termilise töötlemise protsessi arvutis tõeliselt paljundada, kasutavad ettevõtete tootjad ja teadlased seda tehnoloogiat, et uurida seost ideaalsete protsessi parameetrite ja vastava organisatsiooni ja mehaaniliste omaduste vahel, et optimeerida praegust tootmisprotsessi ja uute toodete, uute protsesside ja uute materjalide arenduskulude vähendamise eesmärki. Et al. uuris α faasi arengut kahefaasilise tsooni lamellstruktuuriga TC21 titaanisulami sepisprotsessis. Temperatuurivälja ja tüvevälja muutuse seaduse simulatsioon ja analüüs sepisprotsessi ajal ja kvantitatiivne analüüs, mida väiksem on alfafaasi morfoloogia muutus, kipub morfoloogia sferoidiseeruma. Tulemused näitavad, et tüveväli ja temperatuuriväli mõjutavad helbelise faasi arengut. Alumise tüve tingimustes rekristatakse sepismaterjali serv kiire temperatuuri languse tõttu kiiresti ja sepismaterjali keskosa temperatuur on kõrgem.
Titaanisulamite mikrostruktuuri mitmekesisusel on regulaarne seos titaanisulamite mitmeprotsessilise tootmisprotsessiga ja iga protsessi mitmekesisusega. See keeruline ühendus määrab, et traditsioonilisi meetodeid on titaanisulamite struktuuri ja omadusi raske ennustada ja kontrollida. Arvuti- ja numbrilise simulatsioonitehnoloogia arenguga viimastel aastatel on mikrostruktuuri numbriline simulatsioonimeetod muutunud võimsaks vahendiks, et saavutada peamiste protsessi parameetrite mõju kvantitatiivne seos kuumade moodustunud osade makroskoopilisele ja mikrostruktuurile. Numbrilise simulatsioonitehnoloogia kasutamine mikrostruktuuri arengu reprodutseerimiseks ei saa mitte ainult süvendada struktuuri muutuse mehhanismi mõistmist, edendada olemasolevate teooriate arengut, vaid ka parandada materjali struktuuri ja optimeerida materjali valmistamisprotsessi, saades seeläbi materjali eeldatavad mehaanilised omadused.