Processus de formation superplastique et application d’alliage de titane
L’alliage de titane présente les avantages de la résistance à la fatigue, de la résistance spécifique élevée, de la résistance à la corrosion et de la résistance à la température élevée, de certaines performances de mémoire de forme, de propriétés mécaniques supérieures, de propriétés chimiques stables, etc., et a été de plus en plus largement utilisé dans les domaines de l’aérospatiale, des produits chimiques et chimiques. Cependant, les alliages de titane ont également des défauts tels que modulus élastique faible, grande résistance à la déformation à froid, rapport de rendement élevé, faible plasticité, rebond sérieux, et de mauvaises performances de travail à froid, qui le rendent facile à produire rebond et four anisotropique après le traitement. Par conséquent, des chercheurs et des experts de divers pays ont renforcé la recherche sur la superplasticité des alliages de titane. La soi-disant superplasticité se réfère au phénomène que le matériau présente une résistance rhéologique anormalement faible et des propriétés rhéologiques anormalement élevées dans certaines conditions internes et externes.
1. Processus de formation superplastique d’alliage de titane
1.1 Conditions pour la formation superplastique d’alliage de titane
(1) Température : température de déformation constante. La température des différents alliages de titane est différente, mais la plage approximative se situe entre 700~1000°C. Par exemple, la température de Ti-6AL-4V est de 850°C.
(2) Taux de tension : Les métaux ayant une superplasticité ont généralement un taux de contrainte lent. C’est parce qu’il faut suffisamment de temps pour que les atomes se diffusent. Par exemple, le taux de tension de Ti-6AL-4V est de 1,3×10-4~10-3 s-1.
(3) Structure de grain ultra-fine : Il est nécessaire d’avoir une structure de grain équiaxée et fine, telle que la taille de grain des alliages de titane moins de 3mm.
Les trois conditions ci-dessus, sauf que la structure du grain est déterminée et garantie par la nature de la matière première, la température et le taux de contrainte peuvent être garantis par l’équipement de formation superplastique et le processus.
1.2 Mourir pour la formation superplastique d’alliage de titane
Puisque la température de formation superplastique de l’alliage de titane est généralement entre 700°C et 1000°C, il y a des exigences spéciales pour les propriétés du matériel de moule, telles que la force élevée plus élevée de température, la bonne stabilité thermique, le coefficient d’expansion thermique bas, et le prix bas de matériel. , Transformation et fabrication, etc. À l’heure actuelle, il existe principalement des alliages résistants à la chaleur, des aciers résistants à la chaleur, de la céramique et des moules composites renforcés en fibre de carbone. Par exemple, un moule composite renforcé de fibre de carbone a presque la même résistance de déformation à la température ambiante et une température élevée de 1000 °C, et le moule en matériaux composites renforcés de fibre de carbone n’est que de 1 % du poids du moule en acier résistant à la chaleur; lorsque la fibre de carbone renforcé moule matériau composite est refroidi, sa résistance à la déformation Le taux de rétrécissement est inférieur à celui de la partie formée, ce qui facilite la démodage de la pièce; l’équipement de fabrication de moule du moule composite renforcé de fibre de carbone est peu coûteux.
1.3 Processus de formation superplastique d’alliage de titane
(1) Chauffage à haute température : La formation superplastique en alliage de titane adopte généralement la méthode de chauffage dans le four à moisissures, c’est-à-dire que le moule est placé dans le four et chauffé à haute température jusqu’à ce qu’il soit chauffé à la température de formation superplastique, puis la matière première en alliage de titane est mise dans le moule. La conduction thermique réchauffe la matière première en alliage de titane à la température de formation superplastique.
(2) Scellement : Puisque la formation superplastique d’alliage de titane est formation de pression d’air, les matières premières de moule et d’alliage de titane doivent être scellées.
(3) Vide : Afin d’assurer un bon tournage des pièces en alliage de titane et de protéger les matières premières en alliage de titane, la cavité doit être aspirée.
(4) Revêtement protecteur de brosse : Puisque la température de formation superplastique d’alliage de titane est très haute, afin d’empêcher son oxydation et absorption d’hydrogène, il est nécessaire de brosser une couche de revêtement protecteur sur la surface de la matière première d’alliage de titane pour jouer le rôle d’une couche protectrice. Il y a également certaines exigences particulières pour les revêtements protecteurs. Par exemple, il doit être capable de former un film protecteur dense, et avoir une bonne résistance à haute température, la stabilité thermique et la lubrification. Il ne doit pas polluer les pièces en alliage de moule et de titane, et le prix devrait être bon marché. Il est facile à brosser et à nettoyer. L’eau de graphite et la peinture à haute température sont plus couramment utilisées.
(5) Inflation : Puisque la formation superplastique de l’alliage de titane forme la pression d’air, une certaine pression du gaz inerte doit être pressée dans le moule (afin d’empêcher l’alliage de titane d’oxyder et d’absorber l’hydrogène à des températures élevées), et le taux d’inflation devrait être lent.
