Pesquisa e desenvolvimento de equipamentos de forjamento de haste de liga de titânio TC4
Aug 13, 2025
It is generally believed that high hydrogen content or poor microstructure uniformity in TC4 titanium alloy rods will reduce their room temperature notch stress rupture performance. Domestic technical standards set the upper limit for the size of this type of TC4 titanium alloy rod to be >220mm. Atualmente, não existem relatórios publicados internalmente ou internacionalmente sobre pesquisas sobre o processo de preparação para hastes de liga de titânio TC4 que exigem desempenho de ruptura de estresse de Notch. Na produção em massa industrial, é comum que essas hastes não cumpram os padrões para o desempenho da ruptura do estresse de Notch devido ao processamento inadequado.
A liga de titânio TC4 (TI-6Al-4V) foi desenvolvida com sucesso em 1954 e se tornou uma liga de titânio universalmente usada em todo o mundo. É uma liga de titânio bifásica típica, e suas hastes de pequeno porte são amplamente utilizadas em aviação, aeroespacial, usinas de energia, campos de petróleo, tratamento médico e aplicações automotivas. O rolamento é um dos principais métodos para produzir hastes de liga de titânio de pequeno porte. A produção contínua de haste de alta velocidade é amplamente utilizada na produção de aço, adequada para produção de grande volume e baixa variedade. Os produtos de barra de liga de titânio são caracterizados pela demanda por pequenos lotes e uma grande variedade de produtos. O custo de produção da produção contínua de haste de alta velocidade é alta. Atualmente, a produção de barra de liga de titânio utiliza principalmente fábricas horizontais de três rolos, tornando essencial pesquisas sobre o processo de deformação rolante em fábricas horizontais essenciais. A deformação do rolamento, como um fator -chave na deformação do rolamento, afeta significativamente as propriedades finais do produto de barras laminadas, tornando seu estudo da deformação rolante de significância significativa.
As macroestruturas de barras de liga de titânio TC4 forjadas (menos de 50 mm) produzidas usando dois processos diferentes são mostrados. A barra de titânio TC4 produzida usando o processo 1 exibe baixa uniformidade de macroestrutura, exibindo uma transição gradual de cristais difusos nas bordas para cristais semi-limpos no centro. A barra produzida usando o processo 2 exibe excelente uniformidade de macroestrutura, com cristais difusos em toda a amostra. Isso mostra que, quando o processo 1 é usado para forjamento, a estrutura do núcleo do lingote e do tarugo intermediário não é suficientemente esmagada e refinada, que está diretamente relacionada à pequena deformação total. Devido à grande resistência à deformação da liga de titânio e ao grande volume de tarugos de barras de titânio de grande porte, é difícil garantir deformação suficiente do núcleo de tarugos por deformação única de desenho reto. However, process 2 makes full use of the large tonnage forging pressure of the 4500t fast forging machine to make the large-sized billet undergo upsetting deformation in the two-phase zone, ensuring the forgeability of the billet, and using the anvil drawing length to reduce the billet deformation "dead zone", so that different parts of the billet are fully deformed, and a good crushing and refinement and good consistency of the structure is obtained. (1) Usando o processo de forjamento de abertura da zona da fase P e a zona de duas fases-Distratação + Desenho reto, uma barra de liga de titânio TC4 de grande porte com um diâmetro de 350 mm pode ser produzida, que atende aos requisitos técnicos de fornecimento em termos de estrutura, desempenho e nível de detecção de falhas. (2) A estrutura bem equivalente da fase A primária é propícia a melhorar o desempenho da fratura por tensão de entalhe da temperatura ambiente, enquanto a estrutura de fase A curta em forma de haste com forte consistência direcional reduzirá o desempenho da fratura por tensão de Notch.
As barras de 75 mm de comprimento foram cortadas longitudinalmente a partir de barras de liga de titânio TC4 de 50 mm obtidas por dois processos de forjamento e submetidas a tratamento comum de recozimento em duas temperaturas. As condições de recozimento foram M1 (720 graus x2h/ac) e m2 (790 graus x2h/ac), respectivamente. A estrutura de baixa magnificação das barras forjadas foi observada a olho nu; As amostras metalográficas foram cortadas transversalmente a 1/2 raio no revestimento da barra após forjamento e recozimento, e suas microestruturas foram observadas usando um microscópio óptico de 0LMPUS. Os espaços em branco da amostra foram cortados longitudinalmente a 1/2 raio das barras recozidas e usinadas em amostras de teste que atenderam aos padrões de desempenho da fratura por tensão e tensão de temperatura ambiente. Os espécimes foram submetidos a testes de propriedade mecânica usando uma máquina de teste de tração do Instron 4507 e uma máquina de teste de tração DN2 Notch, e a microestrutura da área de entalhe das amostras de fratura por estresse de entalhe foi observada. As barras acabadas de liga de titânio TC4 forjadas pelos dois processos de forjamento foram submetidas a testes não destrutivos ultrassônicos usando um detector de falhas ultrassônicas SONIC-138VFD.
A empresa possui líderes de produção de processamento doméstico de titânio doméstico, incluindo:
Linha de produção de tubo de titânio de titânio, de forma alemã (capacidade de produção anual: 30.000 toneladas);
Linha de rolamento de papel alumínio de tocnologia japonesa (mais fina a 6μm);
Linha de extrusão contínua de haste de titânio totalmente automatizada;
Placa de titânio inteligente e moinho de acabamento de tira;
O sistema MES permite o controle digital e o gerenciamento de todo o processo de produção, atingindo a precisão dimensional do produto de ± 0,01μm.
