Formbarhet i rumstemperatur av slitstark plåt av höghållfast titanlegering
Slitstark plåt av titanlegering har blivit allmänt erkänd för sina fördelar med hög hållfasthet, låg vikt och god strukturell styvhet. Höghållfast titanlegering Ti-6Al-4V kan inte bara användas inom flygområdet, utan också ett viktigt kandidatmaterial för konstruktionsdelar inom andra industriområden som bilar och kemikalier. Formbarheten hos Ti-6Al-4V-legering slitstark plåt vid rumstemperatur är mycket begränsad, och studsningen efter formning är mycket stor, vilket medför många problem vid traditionell stansning och tryckformning. Även om formningsgränsen för Ti-6Al-4V-legering slitstark plåt kommer att ökas och studsningen kommer att minska vid hög temperatur, har rumstemperaturformningen stora fördelar i kostnadsbesparingar. Rullformning är en slags formningsmetod som använder roterande rullar för att gradvis deformera metallämnen och tillverka arbetsstycken. Den är lämplig för konstruktionsdelar med hög formhållfasthet och begränsad formbarhet. Det används mer och mer inom bilindustrin, främst för att forma ultrahöghållfast stål och höghållfast stål. Eftersom materialets återfjädringsvinkel är liten och återfjädringskompensationen kan göras med en enkel och lätt metod under valsformning, är valsformning en effektiv metod för att forma Ti-6Al-4V-legeringsslitage- resistent platta vid rumstemperatur. Av denna anledning har Ossama et al. studerade formnings- och återfjädringsbeteendet hos 2 mm tjock höghållfast Ti-6Al-4V-legering, slitstark plåt glödgad vid 820 grader vid rumstemperatur.
Den ursprungliga strukturen hos Ti{{0}}Al-4V-legeringens slitstarka plåt består av 93,86% likaxlig fas och 6,14% fas, och den genomsnittliga kornstorleken är 1,3μm±0,7μm. Dragtestresultat vid rumstemperatur visar att anisotropin är stor. När rullriktningen är 45 grader är sträckgränsen för provet som lägst och töjningen är hög. När den slutliga styrkan uppnås kommer provet att gå sönder snabbt. Formningsgränstestet utfördes på utrustning utrustad med halvsfäriska stansar med en diameter på 60 mm. Ett optiskt töjningsmätsystem "AutogridVario" med 4 avancerade CCD-kameror används för att registrera hela deformationshistoriken för varje prov. Deformationsbeteendet hos olika töjningsbanor testas genom att utforma olika provformer.
Det visade sig att alla prover plötsligt gick sönder vid toppen av den halvsfäriska stansen, och det fanns inget uppenbart halsningsfenomen före brottet, vilket tyder på att legeringens formbarhet vid rumstemperatur var mycket begränsad. Deformationsbeteendet hos Ti-6Al-4V-legering slitstark plåt under böjning och valsning vid rumstemperatur jämfördes och analyserades. Resultaten visar att den minsta böjningsradien för pendelvikningstest och V-formböjningstest är 9 mm, medan den minsta böjradien för rullformning är 7,51 mm, vilket ökas med mer än 15 %. Rullande former kan formas till mindre radiestorlekar och har mindre återfjädring än enkla bockningsformer. Detta beror främst på att rullformning är en kumulativ deformationsprocess i flera steg, och gradvis multipel deformation kan hämma tillväxten av sprickor, och samtidigt är deformationen av materialet mer tillräcklig än den vanliga deformationen. Dessutom är formdefekterna som ofta uppstår i valsprocessen av höghållfast stål relativt få i valsningen av Ti-6Al-4V-legering. Det kan ses att valsformning är ett potentiellt processschema för att forma slitstarka plåtar av höghållfast titanlegering för flyg- och bilkonstruktionsdelar vid rumstemperatur.
