Nghiên cứu những khó khăn kỹ thuật chính và kiểm soát quá trình gia công nóng mặt bích titan

Cấu trúc vi mô củamặt bích titanrất nhạy cảm với xử lý nhiệt, do đó việc thiết lập và kiểm soát các thông số quy trình là đặc biệt quan trọng. Các thông số quy trình hợp lý không chỉ có thể đảm bảo độ chính xác về kích thước (kiểm soát hình dạng) của sản phẩm mà còn thúc đẩy sự hình thành các cấu trúc vi mô đồng nhất và mịn, từ đó cải thiện tính chất cơ học và tuổi thọ sử dụng (khả năng kiểm soát). Lấy việc rèn làm ví dụ, những sai lệch nhỏ trong các thông số như nhiệt độ gia nhiệt, lượng biến dạng, tốc độ biến dạng và tốc độ làm nguội có thể gây ra các khuyết tật như vết nứt và hạt thô, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của thành phẩm. Do đó, việc điều chỉnh chính xác các thông số quy trình là trọng tâm để đạt được-việc sản xuất mặt bích titan chất lượng cao.

1. Khả năng chống biến dạng lớn và cửa sổ xử lý nóng hẹp

So với kim loại kết cấu thông thường,mặt bích titanvẫn có khả năng chống biến dạng cao ở nhiệt độ cao và phạm vi nhiệt độ gia công của chúng hẹp. Điều này chủ yếu là do cấu trúc tinh thể lục giác (pha) của titan được sắp xếp chặt chẽ, hạn chế trượt và dịch chuyển ở nhiệt độ thấp và độ dẻo kém. Để cải thiện khả năng định dạng, phôi thường được nung nóng trên điểm thay đổi pha để xử lý. Tuy nhiên, hợp kim titan có độ nhạy đáng kể với hiện tượng quá nhiệt và nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến hạt bị thô nhanh chóng. Nếu biến dạng tiếp theo không đủ, mô Weiss thô sẽ được hình thành, điều này sẽ làm hỏng nghiêm trọng tính chất dẻo và mỏi của vật liệu (ảnh hưởng đến "khả năng kiểm soát") và mô đó khó loại bỏ bằng cách xử lý nhiệt. Do đó, trong thực tế sản xuất, nhiệt độ gia nhiệt của thành phẩm hoặc ngọn lửa trước đó của thành phẩm phải được kiểm soát chặt chẽ dưới điểm thay đổi pha (T), điều này đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác của quy trình (liên quan đến độ chính xác của "điều khiển hình dạng").

2. Khả năng chống biến dạng rất nhạy cảm với nhiệt độ và tốc độ biến dạng

Ứng suất dòng chảy củamặt bích titantăng mạnh khi giảm nhiệt độ hoặc tăng tốc độ biến dạng. Nếu nhiệt độ dừng rèn quá thấp sẽ dẫn đến khả năng chống biến dạng tăng đột ngột, điều này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả tạo hình (tăng độ khó "kiểm soát hình dạng") mà còn gây ra nứt. Do đó, nhiệt độ rèn cuối cùng của hầu hết các mặt bích titan bị giới hạn ở phạm vi hẹp 800–950 độ, rất khó kiểm soát ổn định trong thực tế. Ngược lại, quá trình mở phôi có thể được thực hiện trong phạm vi nhiệt độ rộng (850–1150 độ) và nhiệt độ gia nhiệt phải giảm dần trong lần nung tiếp theo để dần dần tinh chỉnh cấu trúc và cải thiện hiệu suất (đạt được mục tiêu "kiểm soát").

1. Kiểm soát nhiệt độ chính xác ở khâu thành phẩm

Để kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ xử lý trong phạm vi lý tưởng (800–950 độ ), việc giám sát nhiệt độ theo thời gian thực-có thể đạt được nhờ sự trợ giúp của các thiết bị như nhiệt kế hồng ngoại hoặc cặp nhiệt điện. Người vận hành phải có kinh nghiệm hiện trường phong phú và có thể điều chỉnh linh hoạt các thông số gia nhiệt và nhịp biến dạng theo kết quả đo nhiệt độ để đảm bảo nhiệt độ đồng nhất và các quy trình có thể kiểm soát được ở tất cả các bộ phận của phôi. Đây là cơ sở để đạt được sự kiểm soát và kiểm soát.

2. Thiết kế đường dẫn nhiệt độ trong quá trình xử lý nhiều{1} nhiệt

Nhiệt độ cao hơn (chẳng hạn như 850–1150 độ) có thể được sử dụng để giảm mức tiêu thụ năng lượng do biến dạng trong giai đoạn mở phôi. Nhiệt độ gia nhiệt phải giảm dần trong lần đốt tiếp theo, chẳng hạn như từ 1050–1150 độ ở giai đoạn đầu xuống 800–950 độ ở lần đốt xong và hiệu suất toàn diện phải được tối ưu hóa bằng cách tinh chế từng bước hạt. Chiến lược làm mát từng bước này giúp cải thiện độ dẻo đồng thời tránh làm mô quá nóng và là phương tiện hiệu quả để phối hợp kiểm soát hình dạng (giảm lực cản) và kiểm soát (tinh chỉnh mô).

1. Vấn đề về gradient nhiệt độ do tính dẫn nhiệt kém

Hợp kim titancó tính dẫn nhiệt kém, khi bị biến dạng nhanh dễ khiến nhiệt độ lõi tăng nhanh, đồng thời tản nhiệt bề mặt nhanh và nhiệt độ thấp. Trường nhiệt độ không đồng đều này có thể gây ra các khuyết tật như tim quá nóng và nứt bề mặt, điều này đặt ra thách thức cho cả việc kiểm soát hình dạng (nứt) và kiểm soát (tổ chức không đồng đều).

2. Kết hợp hợp lý giữa tốc độ biến dạng và lượng biến dạng

Để giảm bớt tác động tiêu cực của độ dốc nhiệt độ, cần kiểm soát hợp lý tốc độ biến dạng và biến dạng đơn. Tốc độ biến dạng quá cao sẽ làm trầm trọng thêm sự gia tăng nhiệt độ của lõi, trong khi biến dạng quá mức sẽ dễ dàng thúc đẩy sự lan rộng của các vết nứt bề mặt. Trong thực tế, quy trình "nhiều{2}}lượt, biến dạng nhỏ" thường được sử dụng, chẳng hạn như kiểm soát lượng biến dạng trên mỗi lượt ở mức 10%-20% khi cán và giảm tốc độ lăn một cách thích hợp để đạt được sự biến dạng và kiểm soát tổ chức đồng đều. Đây là thao tác then chốt để giải quyết bài toán điều khiển, điều khiển.