TC4鈦合金板材雙晶探頭超聲波檢測

介紹了成形性能較差、需加工成三維曲面形狀的鈦合金板材的無模多點成形技術,解決了試驗中出現回彈、起皺等問題,證明鈦合金可利用無模多點成形方法成形出線型較復雜的三維曲面,成形效果良好。

采用有限元數值模擬與成形工藝實驗相結合的方法,對0.84mm厚的tc1m鈦合金板材杯形件室溫拉深成形及回彈過程進行了研究.結果顯示,拉深制件不僅出現凸耳和杯口厚度不均等熟知的現象,還揭示出因鈦合金各向異性所引發(fā)的杯口內壁非圓化,這類形狀畸變對制件的幾何精度將產生不利影響.600℃溫熱拉深能有效地抑制卸載回彈,杯口內壁非圓化得以消除,但卻無法改變鈦板的各向異性性質,凸耳和杯口厚度不均等畸變現象依然存在.

為了使板坯在軋機咬入之前溫度均勻、表面氧化輕微,綜合分析了目前常用加熱爐的優(yōu)點和存在的不足,設計了一種新型的鈦及鈦合金板材軋前加熱裝置。該裝置的主體包括一個箱式輥底電爐和一個替換工作輥道組,它們可根據需要隨時上線或離線移動。與其它加熱爐相比,該裝置距離軋機更近,板坯出爐后的運輸時間更短,最終入軋機前的板坯仍保持高的加熱質量。該裝置除了可進行鈦及鈦合金板坯的軋前加熱、快速補溫外,還可兼顧部分成品退火處理。其生產模式靈活,大大提高了設備的利用率和生產效率。

除超塑成形技術外,應用于鈦合金板材成形的新工藝還有熱成形/熱蠕變成形、激光沖擊/激光成形技術,以及處于實驗室研究階段的熱介質成形技術等。

應用pam-stamp沖壓模擬軟件,對ta2m鈦合金板材u形彎曲成形及回彈過程進行了數值模擬預測,并對模擬結果進行了工藝試驗驗證,得到了板料厚度、軋制方向以及相對彎曲半徑等參數對回彈影響的數值結果,并對結果進行了分析。

本文采用了正交試驗方法,選取固溶溫度、固溶時間、時效溫度和時效時間四因素三水平對ti55531鈦合金板材熱處理制度進行了優(yōu)化。實驗結果表明:熱處理制度為800℃/60minac+650℃/6hfc時,該合金板材的抗拉強度和屈服強度分別為1,242mpa、1,122mpa,延伸率為10.0%,強度和塑性達到了最佳匹配,為生產該合金板材熱處理提供了依據。

研究ti-55鈦合金板材在890～910℃、初始變形速率為4.4×10~(-4)～1.76×10~(-3)s~(-1)條件下的超塑性變形行為。結果表明:在900℃、初始應變速率為8.8×10~(-4)s~(-1)變形條件下平均晶粒尺寸在4μm左右細小等軸晶的ti-55鈦合金板材的伸長率可達1300%,表現出良好的超塑性;在一定成形溫度下其超塑伸長率隨應變速率的增大呈先增加后降低的趨勢,存在最佳應變速率8.8×10~(-4)s~(-1),高于或低于8.8×10~(-4)s~(-1),板材的超塑變形能力均有明顯降低;在高應變速率下,ti-55板材的最大伸長率向高溫區(qū)移動;超塑性變形過程中晶粒呈相互聚合長大的現象,應變誘發(fā)組織粗化是超塑變形過程中組織粗化的主要因素。

為提高鈦合金板材的表面硬度,對其進行了火焰加熱淬火表面強化處理,采用數值模擬的方法研究了火焰加熱的溫度場以及沿壁厚方向上的溫度變化特點,分析了金相組織和硬度。試驗結果表明:采用火焰加熱淬火表面強化工藝可以獲得晶粒細小、硬度高于基體硬度的強化層,火焰強度越高,表面硬化效果越好,表面最高硬度達456hv;在火焰線掃描速度保持一定的條件下,火焰噴射強度影響的主要是合金表面硬度值,對其淬透層厚度影響不大。

針對大型鈦合金板材磨削過程中存在的問題,研究了自適應控制技術在平面砂帶磨床恒壓隨型磨削加工鈦合金板材中的應用,在分析平面砂帶磨削加工過程的基礎上,建立了系統(tǒng)控制對象數學模型,設計并采用自適應控制技術應用于控制磨削加工。結果證明,所應用的自適應控制技術能較好的保證恒壓磨削,有效地提高了鈦合金板材表面深度尺寸精度。

主要回顧了我國鈦及鈦合金板材標準化歷程,重點介紹了本世紀鈦板材國標體系的重要變化及完善情況,并與國外先進標準進行了對比,提出了進一步完善和發(fā)展我國鈦板材標準體系的發(fā)展思路、改進意見和建議。

為了滿足我國航空航天等領域對鈦及鈦合金板材的需求,占領國內外鈦及鈦合金板材的高端產品市場,寶鈦集團有限公司研制了真空蠕變矯形爐。該設備屬國內首創(chuàng),與國外同類設備相比自動化程度、主要技術性能指標、使用效果以及生產的鈦及鈦合金板材質量均已達到國際先進水平。自2007年到2009年3年間為寶鈦集團新增產值57560萬元,新增利潤8000萬元,不僅滿足了國內航空航天等領域的需求,還為國外客商提供了大量的產品,使我國的鈦及鈦合金板材加工技術上了一個臺階,提升了中國制造的影響力。

在研究薄板沖壓成形原理和模型描述的基礎上,采用ansys有限元方法對鈦合金板材翻邊成形進行了系統(tǒng)的分析,完成對鈦合金板材的室溫和高溫下的翻邊成形過程的模擬,預測板材成形過程中的應變分布,并得出室溫和高溫下極限翻邊系數,預測值與試驗值相比較,擬合良好,同時應變分布規(guī)律符合試驗結果,證明了有限元方法模擬鈦合金熱成形性的可行性和準確性。

利用電子背散射衍射(ebsd)取向成像技術,對ta17鈦合金板材對接焊縫的顯微組織、晶界特征和晶體學取向進行表征研究。結果表明其母材呈典型的軋制變形組織,且由α相和少量晶間分布的β相組成,大部分為小角度晶界,為基面織構。熱影響區(qū)晶粒呈梯度長大分布。在焊接熱傳導下,熱影響區(qū)晶粒得到回復和長大,大角度晶界逐漸增多。其織構繼承了母材織構的特點,只是織構密度有所減弱。熔區(qū)為粗大的α'馬氏體相交織成的網籃狀組織,大部分為大角度晶界,織構比較漫散。

ta1鈦合金板材洛氏硬度b標尺試驗結果不合格較多,檢測中心與薄板車間試驗結果差異較大。文章針對這種結果爭議,通過試驗驗證找到數據存在差異的原因,并對如何更標準地進行鈦合金板材洛氏硬度b標尺試驗,提出有效的、良好的操作建議。

目的揭示工藝參數對鈦合金錐形件柔性加熱旋壓成形過程的影響。方法采用基于abaqus平臺建立的ta15鈦合金柔性熱旋有限元仿真模型和基于正交試驗設計的模擬方案,研究了芯模預熱溫度、工件加熱溫度、旋輪與芯模間隙和旋輪進給比對該過程中,工件的切向拉應變和壁厚差的影響顯著性與規(guī)律。結果獲得了合理的工藝參數組合與回歸方程。結論較小的旋輪進給比有利于抑制工件的破裂;適中的工件加熱溫度有利于獲得較為均勻的壁厚。

通過對冷加工板材的變形程度,退火溫度等變形和熱處理參數的研究,探討ti4al22v鈦合金板材的加工變形特點和組織性能的變化規(guī)律。結果表明,該合金具有較強的冷變形能力,較寬的溫度區(qū)域,可通過細化晶粒來提高板材的強度和塑性。

采用國內先進的智能壓力檢測顯示設備為寶雞鈦業(yè)股份有限公司板帶廠四輥可逆式冷軋板機研制了智能壓力測量系統(tǒng),解決了該冷軋機壓力測量系統(tǒng)老化,控制精度下降(由于最初設計的3%下降到10%左右)無法滿足現行生產工藝要求的問題,使軋機的控制精度達到0.5%,并具有自動記錄等功能,大幅度提高了板材軋制的成品率及工藝精度,操作容易。

對常溫下鈦合金板材進行了激光彎曲成形研究。分析了激光功率、掃描速度、光斑大小對板材彎曲變形的影響,獲得理想工藝參數范圍為:功率1.0～1.2kw、掃描速度2～3m/min、光斑直徑6～7mm。同時分析了板材厚度、寬度及掃描次數對材料彎曲變形的影響,為鈦合金板材彎曲成形提供了一種新途徑

通過研究鈦合金在不同加熱參數下進行水火彎板后的組織和性能,分析了水火彎板的加熱溫度和加熱次數對鈦合金的組織和性能的影響。結果表明,在600～900℃范圍內進行水火彎板時,合金的性能同室溫的相比,隨著加熱溫度的升高,合金的σb有所增加,而σ0.2和δ5均較大幅度地減小。隨著加熱次數的增加,合金的σb和σ0.2逐漸增加,而δ5則逐漸減小。合金的塑性和韌性隨著加熱溫度的升高和加熱次數的增加而下降,這是由表面產生脆性層和晶粒長大所造成的

采用x射線衍射分析技術,探討了六方晶系合金板材彈性模量的計算方法。經不同退火工藝(850～1050℃)的合金板材,其織構由{1120}(1010)轉向{1010}(0001)+{1013}(0001)雙重織構,對應的軋向彈性模量由1077gpa變?yōu)?332gpa,該結果與實測值相吻合。

研究了熱處理工藝對ti-1023鈦合金板材組織和性能的影響.討論了工藝、組織和性能之間的關系.為高爾夫用ti-1023鈦合金板材選擇合理的熱處理制度提供依據.

新13本制鐵公司（以下簡稱新13鐵）于2012年3月1613宣布新13鐵公司用于航空鈦合金板材生產的熱處理工藝通過了nadcap認證。nadcap（nationalaerospaceanddefensecontractorsaccreditationprogram）即為“國家航空航天和國防合同方授信項目”，是由美國航空航天和國防工業(yè)巨頭與美國國防部、sae等機構共同發(fā)起和發(fā)展的一個專門針對航空航天工業(yè)的特殊產品和工藝進行認證的體系。