锻造工艺对钛棒结构和性能的影响




钛棒锻造材料主要是纯钛和各种成分的钛合金。材料的原始状态包括钛棒,铸锭,金属粉末和液态金属。变形前的金属截面积与变形后的截面积之比称为锻造比。正确选择锻造比,合理的加热温度和保温时间,合理的初始锻造温度和最终锻造温度,合理的变形量和变形速度与提高产品质量和降低成本有很大的关系。通常,将圆钢或方钢用作中小型锻件的毛坯。棒材的晶粒结构和力学性能均匀,良好,形状和尺寸准确,表面质量好,方便批量生产。只要合理地控制加热温度和变形条件,就可以锻造出具有优异性能的锻件而不会产生较大的锻件变形。在飞机上,钛合金主要用于制造梁,起落架,螺旋桨毂和接头等主要部件;在发动机中,钛合金主要用于制造紧定环,涡轮风扇,压缩机盘和叶片。加热零件。钛合金主要用于制造紧定环,涡轮风扇,压缩机盘和叶片。加热零件。钛合金主要用于制造紧定环,涡轮风扇,压缩机盘和叶片。加热零件。

钛合金对锻造工艺参数非常敏感。锻造温度,变形,变形和冷却速率的变化将导致钛合金的组织和性能发生变化。为了更好地控制锻件的结构和性能,近年来,先进的锻造技术,例如热模锻和等温锻造已广泛用于钛合金的锻造生产中。通常,使用常规的锻造工艺方法,钛合金可以在锻造后获得等轴结构,从而具有较高的室温成形性和强度。为解决大型复杂钛棒精密锻件的成形提供了一种可行的方法。该方法已广泛用于钛棒的生产中。提高模具的流动性和降低变形阻力的最有效方法之一是提高模具的预热温度。等温模锻和热模锻在近两到三十年的国内外发展中。

如何提高钛棒的生产良率,可作为闭口模锻方法对钛棒进行模锻。闭模锻造必须严格限制原始毛坯的体积,这会使制备过程复杂化。是否使用闭口模锻,必须从利润和工艺可行性方面考虑。之后,仅执行用于热处理和机加工的最终毛坯。锻造温度和变形程度是决定合金结构和性能的基本因素。钛棒的热处理与钢的热处理不同。模锻通常用于使形状和尺寸接近废料。它对合金的结构没有决定性作用。因此,钛棒最后一步的工艺规范起着特别重要的作用。毛坯的总变形必须不小于30%。变形温度不超过相变温度。为了同时获得钛棒的高强度和可塑性,温度和变形程度必须在整个变形坯料中尽可能均匀地分布。

经过再结晶热处理后,钛棒的均匀性和性能不如钢锻件好。金属剧烈流动区在低放大倍率下具有模糊的晶体,在高放大倍率下具有细的等轴晶体。在难以变形的区域中,由于变形小或没有变形,因此结构经常保持变形前的状态。因此,在锻造一些重要的钛棒零件(例如压缩机盘,叶片等)时,除了将变形温度控制在TB以下并保持适当的变形水平外,控制原始坯件的结构非常重要。否则,粗大的组织或某些缺陷将被遗传到锻件中,并且后续的热处理无法消除,这将导致锻件报废。

在锻造钛棒时,在热变形局部集中的急剧变形区域中,在锤上锻造复杂形状的钛棒。即使严格控制加热温度,金属的温度仍可能超过合金的TB。例如,当对具有I形横截面的钛棒坯料进行模锻时,锤子太重,并且中间(腹板区域)的局部温度受变形的热效应影响。边缘局部高约100°C。另外,在模锻后的加热过程中,难以变形的区域和具有临界变形水平的区域倾向于形成具有相对低的可塑性和耐久性的粗糙晶粒结构。因此,形状复杂的锻件的机械性能通常不稳定。然而,它将导致抗变形能力的急剧提高。降低模锻件的加热温度可以消除毛坯局部过热的风险。为了增加工具的磨损和功耗,还必须使用功能更强大的设备。在开模锻造过程中,毛刺损失占毛坯重量的15%-20%。夹持零件的技术浪费(如果有必要根据模锻条件保持该零件的浪费)占毛坯重量的10%。毛刺金属的相对损耗通常随毛坯的重量而变化。具有不对称结构的锻件,较大的截面积差异以及难以填充的局部锻件,毛刺消耗可高达50%。闭模锻造没有毛刺损失,但是落料过程很复杂,需要添加。


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