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據(jù)了解,科研人員對(duì)經(jīng)820℃退火處理后的2mm厚高強(qiáng)鈦合金板材在室溫下的成形及回彈行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究。
軋制成形或成鈦合金板材潛力加工方法
實(shí)驗(yàn)選用的Ti-6Al-4V合金板材的原始組織由93.86%的等軸α相和6.14%的β相組成,平均晶粒尺寸為1.3μm±0.7μm。室溫拉伸測(cè)試結(jié)果顯示,其各向異性較大,與軋制方向呈45°方向時(shí),試樣的屈服強(qiáng)度最低,延伸率較高,且當(dāng)達(dá)到極限強(qiáng)度時(shí),試樣會(huì)很快發(fā)生斷裂。成形極限測(cè)試試驗(yàn)在裝有半球狀沖頭的設(shè)備上完成,半球沖頭的直徑為60mm。采用裝有4個(gè)先進(jìn)CCD相機(jī)的光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)來(lái)記錄每個(gè)試樣完整的變形過程。通過設(shè)計(jì)不同的試樣形狀來(lái)測(cè)試不同應(yīng)變路徑的變形行為。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),所有的試樣均在半球沖頭的頂部突然發(fā)生斷裂,斷裂前沒有明顯的頸縮現(xiàn)象,說明該合金的室溫成形性是非常有限的。對(duì)比分析了Ti-6Al-4V合金板材室溫彎曲和軋制成形時(shí)的變形行為。
結(jié)果表明,擺錘折疊彎曲試驗(yàn)和V型模彎曲試驗(yàn)的最小彎曲半徑為9mm,而軋制成形的最小彎曲半徑為7.51mm,提高了15%以上。軋制成形可以成形更小的半徑尺寸且比簡(jiǎn)單的彎曲成形回彈更小。這主要是由于軋制成形是一個(gè)多工步的累積變形過程,逐步多次變形可以抑制裂紋的長(zhǎng)大,同時(shí)使材料的變形比普通的一次變形更加充分。
另外,在高強(qiáng)鋼軋制過程中經(jīng)常出現(xiàn)的形狀缺陷在Ti-6Al-4V合金軋制成形過程中相對(duì)較少。可見,軋制成形是室溫成形航空及汽車結(jié)構(gòu)件用高強(qiáng)鈦合金板材的很有潛力的加工方法。