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热加工工艺:TC18钛合金机械支座模锻成形特性的研究

2023-03-13
摘要:钛合金零件根据其成形工艺及热处理参数不同,得到零件组织成分、热稳定性、疲劳强度、塑性、蠕变强度、持久强度及断裂韧性等综合性能不同。

  【作 者】秦芳;李子亮

  钛合金作为新型轻型高强度、轻量化合金,按其用途可分为高强合金、耐热合金、低温合金、耐蚀合金及特殊功能合金等。钛合金零件根据其成形工艺及热处理参数不同,得到零件组织成分、热稳定性、疲劳强度、塑性、蠕变强度、持久强度及断裂韧性等综合性能不同。为了获得综合性能优良的钛合金零件,国内外众多学者对钛合金相关特性进行分析和研究。

  任朝晖等[1]运用数值模拟的方法对TC4钛合金超声微锻造的强化机理进行研究和分析;阂武等[2]研究了锻造温度对TC31钛合金组织及性能的影响;方秀荣等[3]对TC4钛合金锻造工艺参数进行分析和优化;何俊等[4]对TC17钛合金压气机的前轴颈锻件β锻造工艺进行优化;李烨等[5]对Ti-6.5Al-1 Mo-1 V-2Zr钛合金的组织和力学性能进行研究和分析;李昌永等[6]对TC17钛合金盘件的β锻造工艺进行优化;何泰镐等[7]对航空钛合金的锻造技术进行研究和分析;方秀荣等[8]研究了锻造工艺参数对TC4钛合金锻件残余应力的影响;李凯等[9]研究了双重退火和等温锻造对TC11钛合金力学性能和显微组织的影响;吕逸帆等[10]研究热处理工艺及锻造对Ti80钛合金棒材组织和性能的影响。

  【结 论】

  (1)随着模锻速度增加,TC18钛合金支座模锻最大成形载荷、最大变形速度都呈现逐渐增加的趋势,而等效应变呈现先增加后减小的趋势;随着摩擦系数增加,TC18钛合金支座模锻最大成形载荷、最大变形速度都呈现逐渐增加的趋势,而等效应变呈现先增加后减小的变化趋势。

  (2)TC18钛合金支座模锻成形最大成形载荷和等效应变仿真值与试验值的最大相对误差较小。TC18钛合金支座模锻成形最佳参数为模锻造温度8500℃,模具预热温度6500℃,模锻速度10 mm/s,摩擦系数0.3。

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