قابلية التشكيل في درجة حرارة الغرفة لصفائح سبائك التيتانيوم عالية القوة

لوحة التيتانيوم معروفة على نطاق واسع بمزاياها المتمثلة في القوة العالية والوزن الخفيف والصلابة الهيكلية الجيدة. يمكن استخدام سبائك التيتانيوم عالية القوة Ti-6Al-4V ليس فقط في مجال الطيران، ولكن أيضًا في المجالات الصناعية الأخرى مثل السيارات والمواد الكيميائية.

تتميز صفائح سبائك Ti{{0}}Al-4 بقابلية تشكيل محدودة للغاية في درجة حرارة الغرفة، ويكون الارتداد الخلفي بعد التشكيل كبيرًا، مما يسبب العديد من المشكلات في الختم التقليدي وتشكيل الضغط. على الرغم من أن حد تشكيل صفائح سبائك Ti-6Al-4V سيتم زيادته وسيتم تقليل الزنبرك الخلفي عند درجة حرارة عالية، إلا أن التشكيل في درجة حرارة الغرفة لا يزال يتمتع بمزايا كبيرة من حيث توفير التكلفة. التشكيل المتداول هو طريقة تشكيل تستخدم لفة دوارة لتشويه المعدن الفارغ تدريجيًا وصنع قطعة عمل، وهي مناسبة لتشكيل الأجزاء الهيكلية ذات القوة العالية وقابلية التشكيل المحدودة، ويتم استخدامها بشكل متزايد في صناعة السيارات، وتستخدم بشكل أساسي في تشكيل فولاذ فائق القوة، فولاذ عالي القوة، وما إلى ذلك. نظرًا للزاوية الزنبركية الصغيرة للمادة في عملية الدرفلة والتعويض عن النابض بطريقة بسيطة وسهلة، فإن التشكيل بالدرفلة هو طريقة فعالة لتشكيل Ti{{ 5}}Al-4صفائح سبائك V في درجة حرارة الغرفة. وتحقيقا لهذه الغاية، أسامة وآخرون. إجراء بحث معملي حول سلوك التشكيل والارتداد لصفائح سبائك Ti-6Al-4V عالية القوة بسمك 2 مم بعد التلدين عند درجة حرارة 820 درجة عند درجة حرارة الغرفة. يتكون الهيكل الأصلي للوحة سبائك Ti-6Al-4V المختارة للتجربة من 93.86% طور متساوي المحاور وطور 6.14%، وكان متوسط ​​حجم الحبوب 1.3 ميكرومتر ±0.7 ميكرومتر. أظهرت نتائج اختبار الشد في درجة حرارة الغرفة أن تباينها كبير، وعندما تكون 45 درجة مع اتجاه التدحرج، تكون قوة الخضوع للعينة هي الأدنى، والاستطالة عالية، وعندما يتم الوصول إلى القوة القصوى، فإن العينة سوف كسر بسرعة. يتم إجراء اختبار حد التشكيل على المعدات المجهزة بمثقاب نصف كروي يبلغ قطره 60 مم. يتم استخدام نظام قياس الضغط البصري "Autogrid Vario" المجهز بأربع كاميرات CCD متقدمة لتسجيل تاريخ التشوه الكامل لكل عينة. يتم اختبار سلوك التشوه لمسارات الإجهاد المختلفة من خلال تصميم أشكال عينات مختلفة. وجدت التجربة أن جميع العينات انكسرت فجأة في الجزء العلوي من نصف الكرة الأرضية، ولم تكن هناك ظاهرة عنق واضحة قبل الكسر، مما يشير إلى أن قابلية تشكيل السبيكة في درجة حرارة الغرفة كانت محدودة للغاية. تم تحليل سلوك التشوه لصفائح سبائك Ti-6Al-4V أثناء الثني عند درجة حرارة الغرفة والدحرجة نسبيًا. أظهرت النتائج أن الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء لاختبار ثني طي البندول واختبار الانحناء بالقالب V هو 9 مم، في حين أن الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء للشكل المدرفل هو 7.51 مم، وهي زيادة بأكثر من 15٪. يمكن أن تشكل الأشكال المدرفلة أبعادًا نصف قطرية أصغر ولها زنبرك أقل من تشكيل الانحناء البسيط. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن التشكيل المتداول عبارة عن عملية تشوه تراكمي متعددة الخطوات، والتشوه التدريجي المتعدد يمكن أن يمنع نمو الشقوق، وفي الوقت نفسه يجعل تشوه المادة أكثر اكتمالاً من التشوه العادي. بالإضافة إلى ذلك، فإن عيوب الشكل التي تحدث غالبًا في عملية درفلة الفولاذ عالي القوة تكون نادرة نسبيًا في عملية تشكيل سبيكة Ti-6Al-4V. يمكن ملاحظة أن الدرفلة هي حل عملي واعد لتشكيل ألواح سبائك التيتانيوم عالية القوة للطيران والأجزاء الهيكلية للسيارات في درجة حرارة الغرفة.