Aplicación de la tecnología de forja de aleaciones de titanio en la industria de la aviación

Con el rápido desarrollo de la economía nacional de mi país, la ciencia y la tecnología, las industrias aeroespacial y de aviación han marcado el comienzo de nuevas oportunidades de desarrollo en los últimos años, especialmente después del establecimiento del proyecto nacional de "grandes aviones", la industria de fabricación de aviación civil se convertirá en un La nueva economía lidera el desarrollo del punto de crecimiento de la economía nacional y tiene amplias perspectivas de desarrollo. Para mejorar continuamente el avance, la confiabilidad y la aplicabilidad de las aeronaves y aumentar la competitividad de las aeronaves nacionales en el mercado internacional, las empresas de fabricación de aviación civil tienen requisitos cada vez más altos para la selección de materiales de fabricación de aviación; Las principales características de las aleaciones de titanio son su pequeño peso específico y su alta resistencia. Al mismo tiempo, tiene buena resistencia al calor y a la corrosión, y se ha convertido en el material principal de los componentes de tensión de los aviones modernos, lo que reduce en gran medida el peso del avión. Entre ellos, las piezas forjadas de aleación de titanio TC4 (Ti-6AL-4V) y TB6 se utilizan ampliamente en la fabricación de aviación. .

Según la microestructura a temperatura ambiente, las aleaciones de titanio se pueden dividir en tres tipos: aleaciones de tipo, aleaciones de tipo + - y aleaciones de tipo. Tiene buena maleabilidad, pero una temperatura demasiado baja puede provocar precipitación en fase B. El proceso de forjado de la aleación de titanio se divide en forjado convencional y forjado a alta temperatura según la relación entre la temperatura de forjado y la temperatura de transformación.

2.1 Forja convencional de aleación de titanio.

Las aleaciones de titanio deformadas de uso común suelen forjarse por debajo de la temperatura de transformación, lo que se denomina forja convencional. Según la temperatura de calentamiento del tocho en la zona de fase (+), se puede subdividir en forjado de zona superior de dos fases y forjado de zona inferior de dos fases. ?

2.1.1 Forjado en la región inferior de dos fases.

La forja en la región de dos fases inferior generalmente se calienta y se forja a 40-50 grados por debajo de la temperatura de transformación. En este momento, la fase primaria y son iguales y participan en la deformación. Cuanto menor es la temperatura de deformación, más fases intervienen en la deformación. En comparación con la deformación en la región, el proceso de recristalización de la fase en la región de dos fases inferior se acelera bruscamente, y los nuevos granos formados por la recristalización no solo precipitan a lo largo del límite de grano original deformado, sino también en el límite de grano y la lámina. capa. Ocurre dentro de la capa intermedia. La forja producida mediante este proceso tiene alta resistencia y buena plasticidad, pero su tenacidad a la fractura y sus propiedades de fluencia todavía tienen un gran potencial.

2.1.2 Forjado en la región superior de dos fases.

Se forja a una temperatura de 10-15 grados por debajo del punto de transformación /( + ). La estructura final después de la deformación contiene más estructura de transición, que puede mejorar el rendimiento de fluencia y la tenacidad a la fractura de la estructura; hacer que la aleación de titanio tenga plasticidad, resistencia y tenacidad.

2.2 Forjado a alta temperatura de aleación de titanio.

También conocida como "forja", se puede dividir en dos tipos: el primero es el proceso en el que se calienta la palanquilla en la zona, y se inicia y completa la forja en la zona; el segundo es que el tocho se calienta en el área y se inicia la forja en el área. Y controlar una gran cantidad de deformación para completar el proceso de forjado en la región de dos fases, denominada "subforjado". En comparación con la forja en la región de dos fases, la forja puede obtener una mayor resistencia a la fluencia y tenacidad a la fractura, y también es beneficiosa para mejorar el rendimiento de fatiga de la aleación de titanio.

2.3 Forja isotérmica de aleación de titanio.

Este proceso utiliza la superplasticidad y el mecanismo de fluencia del material para producir piezas forjadas más complejas y requiere que el molde se precaliente y se mantenga dentro del rango de 760-980 grados; la prensa hidráulica aplica presión a un valor predeterminado y la velocidad de trabajo de la prensa es controlada por la pieza en bruto. La resistencia a la deformación se ajusta automáticamente. Dado que el molde se calienta, no es necesario utilizar vigas de movimiento rápido para evitar el enfriamiento. Muchas piezas forjadas utilizadas en aviones tienen las características de pared delgada y altura de nervaduras, por lo que este proceso se ha aplicado en la fabricación de aviones, como el proceso de forjado isotérmico de precisión de la aleación de titanio TB6 para un determinado tipo de aeronave nacional.

El proceso de forjado de aleación de titanio se usa ampliamente en la fabricación aeronáutica y aeroespacial, y el proceso de forjado isotérmico se ha utilizado para producir piezas de motores y piezas estructurales de aeronaves; también es cada vez más popular en sectores industriales como el automóvil, la energía eléctrica y los barcos. En países extranjeros, la aplicación de aleaciones de titanio se ha desarrollado a un nivel muy alto, se ha prestado atención a las aleaciones TiAL y los compuestos intermetálicos utilizados a temperaturas más altas y se han llevado a cabo muchas investigaciones; Para poder aplicar mejor estos materiales, al mismo tiempo, también se ha investigado mucho sobre su proceso de deformación. También se presta cada vez más atención a la investigación de aleaciones de subtitanio de mayor resistencia. La aplicación de la aleación de titanio y la investigación del proceso de forjado seguirán siendo un tema candente.