فناوری طراحی و پردازش مواد آلیاژ تیتانیوم با دمای بالا

آلیاژ تیتانیوم با دمای بالا 600 درجه، آلیاژ تیتانیوم مقاوم در برابر شعله، آلیاژ TiAl و مواد کامپوزیت SiCf/Ti آلیاژهای تیتانیوم با کارایی بالا جدید هستند. در مقایسه با مواد آلیاژی معمولی تیتانیوم، بلوغ تکنولوژیکی آن کمتر است. با توجه به ویژگی‌های خدمات و الزامات طراحی موتورهای پیشرفته، به‌ویژه قطعات دوار مورد استفاده در محیط‌های با دمای بالا، تحقیقات کاربردی مهندسی زیادی باید انجام شود، مانند تعامل خزش-خستگی-محیط در محیط‌های با دمای بالا، خواص بازدارنده شعله و تأثیر ریزساختار بر خستگی تأثیر بر عملکرد، فناوری یکپارچگی سطح، تجزیه و تحلیل تنش پسماند سطح داخلی آهنگرها و قطعات و تأثیر آن بر عملکرد، پیش‌بینی عمر مفید و تجزیه و تحلیل شکست و غیره، برای حل فناوری‌های کلیدی مانند فناوری طراحی، ساخت و پردازش مواد مرتبط با کاربردهای مهندسی.

تکنولوژی کنترل تصفیه و همگن سازی بالا برای اجزای قرص صنعتی

آلیاژهای TA29، TB12 و TiAl دارای ترکیبات آلیاژی پیچیده، محتوای عناصر آلیاژی بالا و انعطاف پذیری کم هستند. تهیه این شمش های آلیاژی مشکل است. تظاهرات اصلی عبارتند از: هنگامی که شکل شمش منبسط می شود، به دلیل تنش حرارتی انجماد، ترک خوردگی مستعد ایجاد می شود و یکنواختی ترکیب کنترل می شود. این سخت و مستعد جدایی است. هنگام استفاده از فرآیند ذوب کوره قوس الکتریکی الکترود مصرفی خلاء سنتی، تعداد دفعات ذوب باید به طور مناسب افزایش یابد و جریان ذوب، جریان بالابر، اندازه شمش، روش خنک کننده بوته و غیره باید کنترل شود. برای آلیاژ TiAl می توان از فرآیند ذوب بستر خنک کننده پلاسما برای تولید شمش استفاده کرد. فرآیند ذوب بستر خنک‌کننده می‌تواند به طور موثری اجزاء را حذف کند و جداسازی اجزا را بهبود بخشد، که به ویژه برای مواد آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده در بخش‌های چرخان کلیدی موتورها مهم است. کشور ما در حال حاضر دارای چندین تجهیزات ذوب بستر خنک کننده پلاسما بوده و از قابلیت ها و شرایط تحقیقات آزمایشگاهی و تولید صنعتی برخوردار است.

فن آوری آماده سازی میله های اندازه بزرگ و آهنگری های ویژه

مواد خام آلیاژ تیتانیوم برای آهنگری هوانوردی معمولاً از میله استفاده می کنند. آهنگری های بزرگ مانند دیسک چرخ ها، محفظه ها، بلیکس ها و تیغه های فن معمولاً از میله هایی با اندازه بزرگ استفاده می کنند. برای تیغه های کمپرسور کوچک و فورجینگ تیغه های توربین، میله های اندازه کوچک استفاده می شود. . از آنجایی که موتورهای پیشرفته تمایل به اتخاذ فرم ساختاری بلیکس های یکپارچه و حلقه های برگ یکپارچه دارند، مشخصات آهنگری و میله های مربوطه همچنان افزایش می یابد. کنترل یکنواختی ساختاری میله‌های سایز بزرگ برای اطمینان از کیفیت آهنگری بسیار مهم است، که مستلزم انتخاب تجهیزات آهنگری مناسب و بهینه‌سازی طراحی فرآیند آهنگری است. برای شمش‌های آلیاژ TB12 و TiAl، چون فلز ریخته‌گری شده دارای مقاومت در برابر تغییر شکل آهنگری بالا، انعطاف پذیری فرآیند پایین است، به دمای تغییر شکل حساس است و مستعد ترک‌های آهنگری است، شمش باید از فرآیند اکستروژن در دمای بالا برای آماده‌سازی بزرگ استفاده کند. میله های اندازه، نه تنها می تواند یکنواختی تغییر شکل را بهبود بخشد، تغییر شکل کافی را تضمین کند، و همچنین کارایی تولید و ثبات دسته ای میله ها را بهبود بخشد.

با توجه به ناهمسانگردی فاز، ریزساختار و بافت کریستالی آلیاژهای تیتانیوم از عوامل اصلی تأثیرگذار بر خواص مکانیکی هستند. کنترل مورفولوژی ریزساختار آهنگری و یکنواختی ریزساختار و بافت نه تنها می تواند میانگین سطح عملکرد را بهبود بخشد، بلکه عملکرد برهمکنش خستگی خزشی قطعه، یعنی عملکرد خستگی تحمل بار را بهبود می بخشد و عمر خستگی را کاهش می دهد. تعداد دسته های مختلف. پراکندگی داده های عملکرد برای اجزای ثانویه. برای این آلیاژهای جدید تیتانیوم با دمای بالا، به ویژه آلیاژهای TiAl، معرفی ساختارهای مرتب شده، مشکل بافت را پیچیده‌تر و مهم‌تر می‌کند و تأثیر آن بر خواص خستگی چرخه بالا و پایین و خواص خستگی تحمل بار نیز پیچیده‌تر است. سازماندهی و بافت باید در هنگام آماده سازی میله ها و آهنگری ها به شدت کنترل شود.

فناوری پردازش مکانیکی قطعات یکپارچه بلیسک و حلقه یکپارچه برگ

با توجه به بهبود مستمر سطح عملکرد موتورهای پیشرفته، بلیکس های انتگرال، حلقه های تیغه یکپارچه و غیره به یک روند توسعه تبدیل شده اند. تیغه های بلیسک ساختار پیچیده ای دارند، صافی کانال ضعیف، تیغه های نازک، خمش و پیچش زیاد، استحکام ضعیفی دارند و به راحتی تغییر شکل می دهند. الزامات برای دقت هندسی و سطح کیفی کلی در طول طراحی بیشتر و بالاتر می شود و الزامات ماشینکاری و یکپارچگی سطح بالاتر و بالاتر می رود. تضمین ها به طور فزاینده ای دشوار می شوند [30]. برای پره های کمپرسور و حلقه های تیغه یکپارچه با اندازه تیغه های کوچکتر، تیغه ها معمولاً با استفاده از فرز CNC با سرعت بالا برای کنترل تغییر شکل پردازش قطعات پردازش می شوند. فن آوری کاهش تنش تکمیل ارتعاش برای بهبود توزیع تنش پسماند در سطح قطعه و سپس پردازش قطعات تیغه استفاده می شود. سطح پروفیل زمین شده و با جریان ساینده جلا داده شده است. شکل تیغه دقت ابعادی بالایی دارد، خطای شکل تیغه کمتر از 0.1 میلی متر است و زبری شکل تیغه Ra به سطح 0.2μm می رسد که کیفیت سطح و یکپارچگی سطح قطعه را بهبود می بخشد. برای پردازش سطح تیغه های آلیاژ TiAl باید از روش های الکتروشیمیایی استفاده شود.