고강도 티타늄 시트의 실온 형성

고강도 티타늄 합금 시트의 실온 형성

티타늄 시트는 고강도, 경량 및 구조적 강성으로 널리 알려져 있습니다. 고강도 티타늄 합금 TI-6AL-4V는 항공 우주에서 사용될뿐만 아니라 자동차 및 화학 물질과 같은 다른 산업 분야에서 사용되는 구조적 구성 요소의 중요한 후보이기도합니다.

6AL-4V 티타늄 시트는 실온에서 형성성이 매우 제한되어 있으며 형성 후 큰 스프링 백이므로 기존의 스탬핑 및 압력 형성에 많은 문제가 발생합니다. TI-6AL-4V 합금 시트의 형성 한계가 증가하고 고온에서 스프링백이 감소하지만, 실온 형성은 비용 절감 측면에서 큰 이점이 있습니다. 롤 형성은 회전 롤을 사용하여 금속 빌렛을 공작물로 점차적으로 변형시키는 형성 방법으로, 강도가 높은 구조 부품을 형성하고 차단성이 제한된 구조 부품을 형성하는 데 적합하며 주로 초고속 강도 강철을 형성하는 데 점점 더 많이 사용됩니다. , 고강도 강철 등. 롤 형성은 롤링 형성 공정 동안 재료의 스프링백 각도가 작고 스프링 백 보상의 간단하고 쉬운 방법으로 보상 될 수 있기 때문에 Ti-6AL-4V 합금 플레이트의 실온 형성을위한 효과적인 방법입니다. 이러한 이유로, Ossama et al. 실온에서 820 ℃에서 어닐링 된 2mm 두께의 고강도 TI-6AL-4V 합금 플레이트의 형성 및 스프링 백 거동에 대한 실험실 연구를 수행했다.

실험을 위해 선택된 Gr.5 티타늄 시트의 깨끗한 조직은 93.86% 등 함내 α- 상 및 6.14% β- 상으로 구성되었으며, 평균 입자 크기는 1.3 μm ± 0.7 μm입니다. 실온 인장 검사의 결과는 큰 이방성을 보여 주었고, 시편의 항복 강도는 롤링 방향으로 45 °로 방향을 지정할 때 가장 낮았으며, 최종 강도에 도달했을 때. 시편은 궁극적 인 강도에 도달하면 빠르게 골절됩니다. 직경이 60mm 인 반구형 펀치가 장착 된 기계에서 형성 한계 테스트를 수행했으며, 4 개의 최첨단 CCD 카메라가 장착 된 광학 변형 측정 시스템 "Autogrid Vario"를 사용하여 완전한 기록을 기록했습니다. 각 시편의 변형 이력. 다른 시편 모양은 다른 변형 경로의 변형 거동을 테스트하도록 설계되었습니다.

모든 시편이 골절 전에 크게 조여지지 않고 반구형 펀치의 상단에서 갑자기 골절 된 것으로 밝혀졌으며, 이는 합금의 실내 온도 형성성이 매우 제한적임을 나타냅니다. 실온 굽힘 및 롤 형성 동안 TI-6AL-4V 합금 플레이트의 변형 거동을 비교적 분석 하였다. 결과는 진자 폴딩 굽힘 테스트의 최소 굽힘 반경과 V-DIE 굽힘 테스트의 최소 굽힘 반경은 9mm이고 롤 형성의 최소 굽힘 반경은 7.51mm이며 15% 이상입니다. 롤 형성은 더 작은 반경 크기를 형성 할 수 있으며 단순한 굽힘보다 스프링백이 적습니다. 이는 주로 롤링 형성이 다단계 누적 변형 과정이며 점진적 다중 변형은 균열의 성장을 억제 할 수 있으며, 동시에 재료 변형이 전체의 일반적인 변형 이상으로 만듭니다. 또한, 고 강성 강의 롤링 공정에 종종 나타나는 형상 결함은 Ti-6AL-4V 합금의 롤링 및 형성 공정에서 상대적으로 적다. 롤 형성은 항공 우주 및 자동차 구조 구성 요소를위한 고강도 티타늄 시트 마텔의 실온 형성을위한 매우 유망한 과정임을 알 수 있습니다.