Analyse- und Anwendungsbeispiele für den Schmiedensprozess in der Luftfahrtindustrie

Analyse- und Anwendungsbeispiele für den Schmiedensprozess in der Luftfahrtindustrie

1.Summarisieren

Mit Chinas Volkswirtschaft, Wissenschafts- und Technologieentwicklung, Luft- und Raumfahrt und Luftfahrtindustrie in den letzten Jahren führten sich die Zivilluftfahrtindustrie in einer neuen Entwicklungschance, insbesondere im nationalen "großen Flugzeug" -Projekt, zu einem neuen Wirtschaftswachstumspunkt, der die Entwicklung des Volkswirtschaft hat eine breite Entwicklungsaussichten. Unternehmen für Zivilluftfahrt, um die fortgeschrittene Natur des Flugzeugs, Zuverlässigkeit, Anwendbarkeit kontinuierlich zu verbessern, die Wettbewerbsfähigkeit von inländischen Flugzeugen auf dem internationalen Markt zu erhöhen. Titanlegierungen sind hauptsächlich durch ein kleines spezifisches Gewicht, eine hohe Festigkeit und gleichzeitig einen guten Wärmewiderstand, Korrosionsbeständigkeit, zur Hauptwahl für die modernen Flugzeugkomponenten auf, die das Gewicht des Flugzeugs erheblich reduzieren. was der TC4 (Ti-6Al-4V) das Hauptmaterial des Flugzeugs ist. 6AL-4V) und TB6 Titaniumlegierungen in Aviation Manufacturing Applications.

2. Klassifizierung von Titanlegierungen und Schmieden Prozess

Gemäß der Raumtemperaturmikrostruktur können Titanlegierungen in drei Typen unterteilt werden: α-Typ-Legierungen, α + β-Typ-Legierungen und β-Typ-Legierungen, von denen α- und α + β-Typ-Legierungen thermoplastizität und Deformationsgeschwindigkeit nicht sehr sehr sind, die nicht sehr sehr sind, dass die Thermoplastizität und die Deformationsgeschwindigkeit nicht sehr sind, nicht sehr sehr sind, dass die Thermoplastizität und Deformationsgeschwindigkeit nicht sehr sehr sind, dass die Geschwindigkeit von Thermoplastizität und Deformation nicht sehr sehr ist, die nicht sehr sehr sind, nicht sehr sehr sind sehr sehr sehr und die Thermoplastizität und Deformationsgeschwindigkeit sind nicht sehr sehr, dass die Geschwindigkeit von α + β-Thermoplastizität nicht sehr ist. Nahe der Beziehung zwischen α- und β-Typ-Legierungen haben eine gute Schmiede, aber die Temperatur kann durch die niedrige Temperatur des α-Phasen-Ausfalls verursacht werden. Der Schmiedeprozess der Titanlegierung wird in herkömmliche Schmiede- und Hochtemperaturschmiede gemäß der Beziehung zwischen Schmiedenstemperatur und β-Übergangstemperatur eingeteilt.

2.1 Konventionelle Schmiede von Titanlegierungen

Häufig verwendete deformierte Titanlegierungen werden normalerweise unter die β-Übergangstemperatur geschmiedet, die als herkömmliche Schmieden bezeichnet wird. Gemäß der Billet-Erwärmungstemperatur in der Phase-Zone (α + β) können in das Schmieden der oberen Zweiphasenzone und das Schmieden der zweiphasigen Zone unterteilt werden.

2.1.1 Niedriger Zwei-Phasen-Zone-Zonen-Schmieden

Das Schmieden der niedrigeren Zweiphasenzonen liegt im Allgemeinen in der β-Transformationstemperatur unter 40 ~ 50 ℃ Erwärmung und Schmieden, wenn die primäre α-Phase und β gleichzeitig an der Deformation teilnehmen. Je niedriger die Deformationstemperatur ist, desto mehr α -Phase, die an der Deformation beteiligt ist. Im Vergleich zur Verformung der β-Zone wird in der unteren Zweiphasenregion des Rekristallisationsprozesses von β-Phasen dramatisch beschleunigt Grenzen und α -Lamellen zwischen der β -Zwischenschicht erscheint. Erzeugt durch diesen Prozess, der hohe Festigkeit, gute Plastizität, aber seine Fraktur -Zähigkeit und Kriecheigenschaften ein großes Potenzial haben.

2.1.2 obere Zwei-Phasen-Zone-Schmieden

Es befindet sich im Phasenübergangspunkt der β / (α + β) unter 10-15 ℃ Temperatur des Beginns des Schmiedens. Die endgültige Organisation nach Deformation enthält eine mehr β -Transformationsorganisation, die die Organisation der Kriecheigenschaften und die Frakturzähigkeit verbessern kann. Damit die Plastizität, Stärke, Zähigkeit und beide die Titanlegierung.

2,2 Hochtemperaturschmied von Titanlegierungen

Auch als "β -Schmieden" bezeichnet, unterteilt in zwei Arten: Der erste ist der Billet in der Erwärmung der β -Zone in der β -Zone, um den Schmiedenprozess zu starten und zu vervollständigen; Der zweite ist der Billet in der Erwärmung der β-Zone in der β-Zone, um zu schmieden und die Verformung einer großen Verformung in der zweiphasigen Zone zu kontrollieren, um den Schmiedenprozess zu vervollständigen, der als "Sub-Bet-beta-Schmieden-Subg bezeichnet wird -β -Schmieden ". Im Vergleich zur Zwei-Phasen-Zone-Schmieden kann das Schmieden von β höhere Kriechstärke und Frakturbeschwerden erhalten, aber auch der Verbesserung der Ermüdungsleistung der Titanlegierung förderlich.

2.3 isothermische Würfelfürchungen von Titanlegierungen

Der Prozess nutzt die Superplastizität des Materials und den Kriechmechanismus, um komplexere Schmieden zu erzeugen, die Anforderungen des Schimmelpilzes und im Bereich von 760 ~ 980 ℃; Hydraulische Presse auf einen vorgegebenen Wert des Drucks, die Arbeitsgeschwindigkeit der Presse durch die Verformung der Rohlinge des Widerstands gegen automatische Einstellung. Da die Form in Heizung geändert wird, müssen Sie nicht so schnell bewegend verwenden, um eine schnelle Abkühlung zu vermeiden. Flugzeuge mit vielen Schmiedetikeln haben dünnwandige und rIP hohe Eigenschaften, sodass das Verfahren in der Luftfahrtherstellung angewendet wurde, wie z.

3, TC4 Forgings Defektanalyse und Prozessverbesserung

3.1 TC4 -Schmiedefehler und Analyse

Eine Fabrik gemäß der Produktion von Beacon TC4 -Schmiedeprüfungen, Teststücke Mehrere Schmiedeleistungsindikatoren sind fehlgeschlagen, einschließlich der "gekerbten Stressfraktur" -Indikator beträgt weniger als 5 Stunden. Für dieses Problem sollte zunächst die metallurgische Organisation und Morphologie der TC4 -Metallurgie analysiert werden. und dann aus dem Schmiedeprozess, um den Grund zu finden.

3.1.1 TC4 Metallographische Organisation und Morphologiemerkmale

TC4-Titanlegierung ist eine Titanlegierung vom Typ α + β, die aus Ti-6Al-4V, geglühte Organisation für die α + β-Phase besteht und 6? von α-stabilisierendes Element-Aluminium und Verfestigung der Verstärkung der α-Phase zur Verbesserung der Stärke der Vanadiumstabilisierung der β-Phase-Fähigkeit ist gering, so ?

TC4 -Legierung bei unterschiedlichen Wärmebehandlung und thermischen Verarbeitungsbedingungen, der Anteil der grundlegenden Phase α, β, der Art und der Morphologie ist sehr unterschiedlich. β -Transformationstemperatur der TC4 -Legierung in 1000 ℃ oder so, wenn der TC4 auf 950 ° C erhitzt wurde, Luftkühlung nach der Organisation der primären α + β -Transformation der Organisation; wie auf 1100 ° C beheizt, luftgekühlt, ist es eine grobe, vollständig transformierte β-Phasenorganisation, die als Weiss-Organisation bekannt ist. Wenn die Heizung und Verformung gleichzeitig offensichtlicher ist, ist die auf die β -Übergangstemperatur erhitzte TC4 -Legierung oben, die Deformation ist jedoch gering, dh die Bildung der Organisation von Wei. Seine organisatorischen Eigenschaften sind: Plastizität, Impact -Zähigkeit ist niedriger, aber besser Kriechwiderstand. Wenn der Beginn der Deformationstemperatur im obigen β-Übergang, der Grad der Verformung groß genug ist, ist die Organisation durch: α-Phasenabgrenzung der β-Korngrenzen teilweise zerkleinert, gestreift α-Phase teilweise verzerrt, bekannt, bekannt, bekannt, bekannt, bekannt, bekannt, bekannt als netzkorbartige Organisation. Durch die Plastizität gekennzeichnet ist die Aufprallzählung besser als die Organisation des Wei, ähnlich wie bei der äquienhaften feinen Kristallorganisation, hohe Temperaturdauer und Kriechleistung ist besser. Wenn die Heiztemperatur niedriger ist als die β-Übergangstemperatur und der Grad der Verformung ausreichend, dh die gleichzeitige Organisation erhalten. Es zeichnet sich durch eine bessere Gesamtleistung aus, insbesondere durch hohe Plastizität und Aufprallzählung. Wenn die α + β-Phasenfläche im Hochtemperaturteil der Deformation und des Hochtemperatur-Tempers in der hybriden Organisation eine umfassende Leistung gut ist.

Aus der obigen Analyse der metallographischen Organisation kann beurteilt werden, wenn der TC4 -Leistungsrückgang durch den Schmiedensprozess von zwei Links verursacht werden kann:
① Die Heiztemperatur ist zu hoch und erreicht die β -Übergangstemperatur oder überschreitet sie;
② Der Grad der Verformung des Schmiedens ist nicht groß genug.

3.1.2 Analyse des TC4 -Schmiedenprozesses

Schmiedenstemperatur auf der α + β -Titanlegierung β -Korngröße und der Raumtemperaturleistung beträgt die Temperatursteigerung (Übergang über β -Phasen oben) β -Korngröße, während die Dehnung und die Abschnittschrumpfung kleiner werden, die Plastizität abnimmt; Um sicherzustellen, dass die TC4 -Schmiedungen eine gute Gesamtleistung haben, sollten unter die β -Übergangstemperatur geschmiedet werden. Deformationsresistenz der Titanlegierung ist höher, aber eine schlechte thermische Leitfähigkeit; Das Schmieden in den Legierungsfluss und das starke Hämmern kann die resultierende Deformation dazu bringen, einzelne Teile der Temperatur zu schmieden, übersteigt die β-Übergangstemperatur sowie die Verformung des Grades von zu klein, und andere Faktoren verursachen die Korngröße. dass die Leistung des Niedergangs. Umfassend Die oben genannten kann zunächst bestimmt werden, kann zu TC4 -Schmiedgründen uneingeschränkte Leistungsgründe verursachen: ① Die Charge des Schmiedens -Billet -Heizens.

① Die Charge der Schmiedens -Billet -Heizungstemperatur ist zu hoch, mehr als β -Übergangspunkt; ② Während des Schmiedens eine einzelne Zeit, ist die Temperatur zu hoch und mehr als β -Übergangspunkt.

② Ein einzelnes Hämmern zu schwer, so dass ein einziger Verformungsgrad zu groß ist, was zu einer lokalen Überhitzung und einer Rekristallisation des Sammelns führt, so dass die Leistungsrücklagerung abnimmt.

③ Nach dem Schmieden der Wärmebehandlungstemperatur ist zu hoch, so dass die TC4 -Schmiedenstemperatur den β -Übergangspunkt überschreitet, die Bildung der Weii -Organisation, wodurch die Leistung von Schmiedungen verringert wird.

3.2 TC4 -Schmiedensprozessparameter ändern sich und die Testergebnisse

3.2.1 Auswahl und Ergebnisse von Testparametern

Ändern Sie für die obige Analyse die TC4 -Schmiedprozessparameter (Tabelle 1) gleichzeitig beim Schmieden, achten Sie auf den schnellen Treffer von Light Treffer. (Anmerkung: Materialgröße ¢ 50 × 113, Schmiedgröße 50 × 65 × 65)

Testergebnisse: Alle Leistungsindikatoren sind qualifiziert, von denen die Indikatoren der "gekerbten Spannungsfraktur" größer als 5 Stunden dauern.

3.2.2 Analyse der Testergebnisse

(1) Von der Ofentemperatur und dem Beginn der Schmiedenstemperatur ist die Heiztemperatur nicht zu hoch, auch wenn noch mehr als 20 ° C geschmiedet werden können qualifizierte Teile.

(2) Testen Sie mit einem einzelnen Hammer Blow Light Treffer schnell, testen Sie die Schmiedeleistung bis zum Standard, um zu beweisen, dass das schnelle Licht die Leistung von Schmiedetrieben ein wichtiger Faktor ist.

(3) Schmieden Wärmebehandlungstemperatur als die ursprünglichen Parameter, um 20 ℃ zu reduzieren Die Spezifikation von 780 ℃ führt zu einem Rückgang der Leistung von Schmiedungen.

3.2.3 Testergebnisse Überprüfung und Schlussfolgerung

Um die Ergebnisse des Tests weiter zu überprüfen und mit der Erzeugung eines Tests (Tabelle 2) im Hämmern immer noch die Methode des Lichts beizubehalten; Die Ergebnisse des Schmiedenstests alle qualifizierten "Notch -Stressfraktur" -Indikatoren sind größer als 5 Stunden.

Testen Sie vor und nach den mechanischen Eigenschaften von TC4 -Titanlegierungen oben (Tabelle 3). Durch den Test kam zu dem Schluss: In der Herstellung von Titanlegierungen Titanlegierungen sollten die Schmiedparameter des Schmiedensprozesses strikt steuern; Achten Sie zunächst auf das Schmieden im Licht, das schnell getroffen wird, die Verformungsmenge eines einzelnen Hammerblass reduzieren, und zweitens sollte der theoretische Wert der Temperatur zur Behandlung nach der Schmieden im Bereich von 760 ~ 770 ℃ festgelegt werden , um sicherzustellen, dass die Schmiedequalität von TC4 -Schmiedungen.

4. Die Entwicklungsaussicht auf Titan -Legierungsprozess

Das Schmieden des Titan -Legierungsprozesses wird in der Luftfahrt, in der Luft- und Raumfahrtindustrie und in der Herstellung von Isothermen verwendet, der isothermische Schmiedenprozess für die Herstellung von Motorteilen und Flugzeugstrukturkomponenten verwendet. Auch immer mehr von der Automobil-, Elektrik- und Marine- und anderen Industriesektoren willkommen. Im Ausland wurde die Anwendung der Titanlegierung auf ein sehr hohes Niveau entwickelt, das auf höhere Temperaturen von Tiallegierungen angewendet wurde und intermetallische Verbindungen betont wurden, und viele Forschungsergebnisse. Um diese Materialien besser anzuwenden, und gleichzeitig hat sein Deformationsprozess auch viel Forschung durchgeführt. Die Menschen achten auch mehr und mehr Aufmerksamkeit auf die höhere Stärke der Titanlegierung von Sub-Bet-bet-Typen. Die Anwendung von Titanlegierungen und Forschungsprozessforschung wird ein heißes Thema bleiben.