Le processus de forgeage des alliages de titane est largement utilisé dans la fabrication aéronautique et aérospatiale.
Les principales caractéristiques des alliages de titane sont une faible densité, une résistance élevée et une bonne résistance à la chaleur et à la corrosion. Ils sont devenus le matériau principal des composants de stress des avions modernes, ce qui réduit considérablement le poids des avions. Parmi eux, les pièces forgées en alliage de titane TC4 (Ti-6AL-4V) et TC4 (Ti-6AL-4V) et TB6 sont largement utilisées dans la construction aéronautique.
Classification des alliages de titane et procédés de forgeage
Selon la microstructure à température ambiante, les alliages de titane peuvent être divisés en trois types : les alliages de type -, les alliages de type plus et les alliages de type -. Parmi eux, la thermoplasticité des alliages de type et plus a peu de relation avec le taux de déformation, tandis que les alliages de type - ont peu de rapport avec le taux de déformation. Bonne forgeabilité mais une température trop basse peut provoquer une précipitation en phase.
Le processus de forgeage de l'alliage de titane est divisé en forgeage conventionnel et forgeage à haute température selon la relation entre la température de forgeage et la température de transformation bêta.
Forgeage conventionnel des alliages de titane
Les alliages de titane couramment déformés sont généralement forgés en dessous de la température de transformation bêta, appelée forgeage conventionnel. Selon la température de chauffage de la billette dans la région de phase (plus), elle peut être subdivisée en forgeage de région à deux phases supérieure et forgeage de région à deux phases inférieure.
Forgeage biphasé inférieur
Le forgeage dans la région à deux phases inférieure est généralement effectué par chauffage et forgeage à 40 à 50 degrés en dessous de la température de transformation. A ce moment, la phase primaire et sont identiques et participent à la déformation. Plus la température de déformation est basse, plus le nombre de phases impliquées dans la déformation est important. Par rapport à la déformation dans la région, le processus de recristallisation de la phase dans la région à deux phases inférieure est rapidement accéléré, et les nouveaux grains formés par recristallisation non seulement précipitent le long des joints de grains d'origine déformés, mais aussi dans les joints de grains et les feuilles . se produit dans l'intercalaire. Les pièces forgées produites par ce procédé ont une résistance élevée et une bonne plasticité, mais leur ténacité à la rupture et leurs propriétés de fluage ont encore un grand potentiel.
Forgeage biphasé supérieur
Il commence à se forger à une température de 10-15 degrés en dessous du point de transformation /( plus ). La microstructure finale après déformation contient plus de microstructure de transformation, ce qui peut améliorer les performances de fluage et la ténacité à la rupture de la microstructure, et donner à l'alliage de titane une plasticité, une résistance et une ténacité.
Forgeage à haute température des alliages de titane
Aussi connu sous le nom de "forgeage bêta", il est divisé en deux types : le premier est une méthode de traitement dans laquelle la billette est chauffée dans la zone bêta, et le forgeage est commencé et terminé dans la zone bêta ; la seconde est que la billette est chauffée dans la zone bêta et que le forgeage commence dans la zone bêta. Et contrôler une grande quantité de déformation pour terminer le processus de forgeage dans la région à deux phases, appelée « forgeage sous-bêta ». Par rapport au forgeage de région à deux phases, le forgeage peut obtenir une résistance au fluage et une ténacité à la rupture plus élevées, et est également bénéfique pour l'amélioration des propriétés de fatigue cyclique des alliages de titane.
Forgeage isotherme des alliages de titane
Ce processus utilise la superplasticité et le mécanisme de fluage du matériau pour produire des pièces forgées plus complexes, nécessitant que la matrice soit préchauffée et maintenue dans la plage de 760-980 degré ; la presse hydraulique applique une pression à une valeur prédéterminée, et la vitesse de travail de la presse est déterminée par l'ébauche. La résistance à la déformation est automatiquement ajustée. Puisque le moule est changé pour être chauffé, il n'est pas nécessaire d'utiliser un faisceau à déplacement aussi rapide pour éviter la trempe. De nombreuses pièces forgées utilisées dans les avions ont les caractéristiques d'une paroi mince et d'une nervure élevée, ce processus a donc été appliqué dans la fabrication aéronautique, comme le processus de forgeage de précision isotherme de l'alliage de titane TB6 pour un certain type d'avion domestique.