فرایند شکل گیری سوپرپلاستیک و کاربرد آلومینیوم تیتانیوم
از نظر مقاومت در برابر خستگی، استحکام خاص بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دمای بالا، عملکرد حافظه شکلی خاص، خواص مکانیکی برتر، خواص شیمیایی پایدار و غیره مزایایی دارد و بیشتر و گسترده تر در میدان های هوافضا، شیمیایی و شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، آلومینیوم تیتانیوم نیز دارای کاستی هایی مانند مدول الاستیک پایین، مقاومت به تغییر شکل سرد بزرگ، نسبت عملکرد بالا، شکل پذیری پایین، ریباند جدی، و عملکرد ضعیف کار سرد است که تولید ریباند و کوره آنی استتروپیک را پس از پردازش آسان می کند. بنابراین محققان و کارشناسان کشورهای مختلف تحقیقات در مورد ابرپلاستیک بودن آلومینیوم را تقویت کرده اند. به اصطلاح ابرپلاستیسیته به پدیده ای اشاره دارد که ماده به طور غیرمعمول مقاومت رئولوژیک پایین و خواص رئولوژیکی بالا غیرمعمول را تحت شرایط داخلی و خارجی خاصی از خود نشان می دهد.
1. فرایند تشکیل سوپرپلاستیک از تیتانیوم
1.1 شرایط برای تشکیل سوپرپلاستیک از تیتانیوم
(1) دما: دمای تغییر شکل ثابت. دمای انواع مختلف آلومینیوم متفاوت است، اما محدوده تقریبی بین ۷۰۰~۱۰ درجه سانتی گراد است. به عنوان مثال دمای Ti-6AL-4V 850 درجه سانتی گراد است.
(2) نرخ کرنش: فلزات با ابرپلاستیک به طور کلی سرعت کرنش آهسته ای دارند. این به این دلیل است که زمان کافی برای انتشار اتم ها طول می کشد. به عنوان مثال، نرخ کرنش Ti-6AL-4V 1.3×10-4~10-3 s-1 است.
(3) ساختار دانه فوق العاده ریز: لازم است که یک ساختار دانه ای همسو، ریز، مانند اندازه دانه از آلومینیوم کمتر از 3mm.
سه شرط فوق، با این تفاوت که ساختار دانه با ماهیت ماده اولیه تعیین و تضمین می شود، دما و نرخ کرنش را می توان با تجهیزات و فرایند شکل دهی ابرپلاستیک تضمین کرد.
1.2 مرگ برای تشکیل سوپرپلاستیک از آلومینیوم
از آنجا که دمای تشکیل سوپرپلاستیک از آلومینیوم به طور کلی بین ۷۰۰ تا ۱۰ درجه سانتی گراد است، الزامات ویژه ای برای خواص ماده قالب وجود دارد، مانند قدرت دمای بالا بالاتر، پایداری گرمایی خوب، ضریب انبساط حرارتی پایین، و قیمت پایین مواد. ، پردازش و ساخت و غیره. در حال حاضر عمدتاً در مقابل حرارت، فولادهای مقاوم در برابر حرارت، سرامیک ها و قالب های کامپوزیتی تقویت شده با فیبر کربن وجود دارد. به عنوان مثال، یک قالب مواد کامپوزیتی تقویت شده با فیبر کربن تقریباً همان مقاومت تغییر شکل در دمای اتاق و دمای بالای ۱۰ درجه سانتی گراد را دارد و قالب مواد کامپوزیت تقویت شده با فیبر کربن تنها ۱٪ وزن قالب فولادی مقاوم در برابر گرما است؛ هنگامی که فیبر کربن تقویت قالب مواد کامپوزیت سرد است، مقاومت در برابر تغییر شکل آن نرخ کوچک شدن کمتر از بخش تشکیل شده است، که تسهیل تخریب بخش؛ تجهیزات ساخت قالب از فیبر کربن تقویت قالب کامپوزیت ارزان است.
1.3 تیتانیوم آلومینیوم فرآیند تشکیل سوپرپلاستیک
(۱) گرمایش با دمای بالا: تشکیل سوپرپلاستیک آلی تیتانیوم به طور کلی روش گرمایشی را در کوره قالب اتخاذ می کند، به این صورت که قالب در کوره قرار می گیرد و در دمای بالا گرم می شود تا زمانی که تا دمای تشکیل ابرپلاستیک گرم شود، و سپس ماده اولیه آلی تیتانیوم در قالب قرار می گیرد. هدایت گرما مواد اولیه آلی تیتانیوم را تا دمای تشکیل سوپرپلاستیک گرم می کند.
(2) آب بندی: به دلیل تشکیل سوپرپلاستیک آلی تیتانیوم تشکیل فشار هوا است، مواد اولیه قالب و تیتانیوم باید مهر و موم شود.
(3) خلاء : به منظور اطمینان از فیلمبرداری خوب از قطعات تیتانیوم و حفاظت از مواد اولیه از مواد اولیه تیتانیوم ، حفره باید خلاء.
(4) پوشش محافظ قلم مو: چون دمای تشکیل سوپرپلاستیک آلی تیتانیوم بسیار بالاست، برای جلوگیری از اکسیداسیون و جذب هیدروژن آن، لازم است لایه ای از پوشش محافظ روی سطح ماده اولیه آلی تیتانیوم مسواک زده شود تا نقش یک لایه محافظ را ایفا کند. همچنین الزامات ویژه خاصی برای پوشش های حفاظتی وجود دارد. به عنوان مثال، باید بتواند یک فیلم محافظ متراکم تشکیل دهد، و مقاومت دمای بالا، پایداری حرارتی و گرانش خوبی داشته باشد. نباید قطعات قالب و تیتانیوم را آلوده کند و قیمت آن باید ارزان باشد. مسواک زدن و تمیز کردن آن آسان است. آب گرافیت و رنگ دمای بالا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
(۵) تورم: به دلیل اینکه تشکیل سوپرپلاستیک آلومینیوم تشکیل فشار هوا است، فشار خاصی از گاز بی اثر باید به داخل قالب فشرده شود (برای جلوگیری از اکسید کردن و جذب هیدروژن تیتانیوم در دماهای بالا)، و نرخ تورم باید کند باشد.
