Tecnologia di progettazione e lavorazione di materiali in lega di titanio ad alta temperatura
La lega di titanio ad alta temperatura da 600 gradi, la lega di titanio ignifuga, la lega TiAl e i materiali compositi SiCf/Ti sono nuove leghe di titanio ad alta temperatura ad alte prestazioni. Rispetto ai normali materiali in lega di titanio, la sua maturità tecnologica è inferiore. In considerazione delle caratteristiche di servizio e dei requisiti di progettazione dei motori avanzati, in particolare delle parti rotanti utilizzate in ambienti ad alta temperatura, è necessario svolgere una grande quantità di ricerca applicativa ingegneristica, come l'interazione creep-fatica-ambiente in ambienti ad alta temperatura, proprietà ritardanti di fiamma e effetto della microstruttura sulla fatica Impatto sulle prestazioni, tecnologia di integrità della superficie, analisi delle sollecitazioni residue sulla superficie interna di pezzi forgiati e parti e relativo impatto sulle prestazioni, previsione della durata di servizio e analisi dei guasti, ecc., per risolvere tecnologie chiave come progettazione dei materiali, tecnologia di produzione e lavorazione relativa alle applicazioni ingegneristiche.
Tecnologia di controllo ad alta purificazione e omogeneizzazione per gli ingredienti delle compresse industriali
Le leghe TA29, TB12 e TiAl hanno composizioni di leghe complesse, alto contenuto di elementi di lega e bassa plasticità. La preparazione di questi lingotti di lega è difficile. Le manifestazioni principali sono: quando la forma del lingotto si espande, è probabile che si verifichino fessurazioni dovute allo stress termico di solidificazione e l'uniformità della composizione è controllata. Questo è difficile e incline alla separazione. Quando si utilizza il tradizionale processo di fusione del forno elettrico ad arco con elettrodo consumabile sotto vuoto, il numero di tempi di fusione deve essere opportunamente aumentato e la corrente di fusione, la corrente di sollevamento, la dimensione del lingotto, il metodo di raffreddamento del crogiolo, ecc. devono essere controllati. Per la lega TiAl, il processo di fusione a letto di raffreddamento al plasma può essere utilizzato per produrre lingotti. Il processo di fusione a letto di raffreddamento può rimuovere efficacemente le inclusioni e migliorare la segregazione dei componenti, il che è particolarmente importante per i materiali in lega di titanio utilizzati nelle parti rotanti chiave dei motori. Il nostro Paese dispone già di numerose apparecchiature per la fusione a letto di raffreddamento del plasma e ha le capacità e le condizioni per la ricerca di laboratorio e la produzione industriale.
Tecnologia di preparazione per barre di grandi dimensioni e forgiati speciali
Le materie prime in lega di titanio per la forgiatura dell'aviazione utilizzano generalmente aste. I pezzi fucinati di grandi dimensioni come i dischi delle ruote, gli involucri, i blisk e le pale dei ventilatori utilizzano generalmente barre di grandi dimensioni. Per le pale di piccoli compressori e le pale di turbine forgiate, vengono utilizzate aste di piccole dimensioni. . Poiché i motori avanzati tendono ad adottare la forma strutturale dei blisk integrali e degli anelli a foglia integrali, le specifiche dei forgiati e delle barre corrispondenti continuano ad aumentare. Il controllo dell'uniformità strutturale delle barre di grandi dimensioni è fondamentale per garantire la qualità dei pezzi fucinati, il che richiede la selezione di attrezzature di forgiatura adeguate e l'ottimizzazione della progettazione del processo di forgiatura. Per i lingotti in lega TB12 e TiAl, poiché il metallo grezzo ha un'elevata resistenza alla deformazione durante la forgiatura, una bassa plasticità del processo, è sensibile alla temperatura di deformazione ed è soggetto a cricche da forgiatura, il lingotto deve utilizzare un processo di tranciatura per estrusione ad alta temperatura per preparare grandi -dimensioni delle barre, non solo può migliorare l'uniformità della deformazione, garantire una deformazione sufficiente e anche migliorare l'efficienza produttiva e la stabilità del lotto delle barre.
A causa dell'anisotropia della fase, la microstruttura e la struttura cristallina delle leghe di titanio sono i principali fattori che influenzano le proprietà meccaniche. Il controllo della morfologia della microstruttura dei pezzi forgiati e l'uniformità della microstruttura e della struttura possono non solo migliorare il livello prestazionale medio, ma anche migliorare le prestazioni di interazione della fatica da scorrimento della parte, ovvero le prestazioni di fatica portante, e ridurre la durata a fatica. Quantità di lotti diversi. Dispersione dei dati prestazionali per i componenti secondari. Per queste nuove leghe di titanio ad alta temperatura, in particolare le leghe TiAl, l'introduzione di strutture ordinate rende il problema della struttura più complesso e importante, e anche l'impatto sulle proprietà di fatica ad alto e basso ciclo e sulle proprietà di fatica portante è più complesso. L'organizzazione e la struttura devono essere rigorosamente controllate durante la preparazione delle barre e dei pezzi fucinati.
Tecnologia di lavorazione meccanica di parti integrali di blisk e anelli a foglia integrali
A causa del continuo miglioramento del livello di prestazione dei motori avanzati, i blisk integrali, gli anelli a lama integrali, ecc. sono diventati una tendenza di sviluppo. Le pale del blisk hanno una struttura complessa, scarsa scorrevolezza del canale, pale sottili, grande flessione e torsione, scarsa rigidità e si deformano facilmente. I requisiti di precisione geometrica e livello di qualità generale durante la progettazione stanno diventando sempre più elevati, così come i requisiti di lavorazione e integrità della superficie. Le garanzie stanno diventando sempre più difficili [30]. Per i blisk del compressore e gli anelli delle pale integrali con dimensioni delle pale più piccole, le pale vengono generalmente lavorate utilizzando la fresatura CNC ad alta velocità per controllare la deformazione della lavorazione delle parti. La tecnologia di riduzione dello stress con finitura a vibrazione viene utilizzata per migliorare la distribuzione dello stress residuo sulla superficie della parte e quindi elaborare le parti della lama. La superficie del profilo è rettificata e lucidata con flusso abrasivo. La forma della lama ha un'elevata precisione dimensionale, l'errore della forma della lama è inferiore a 0,1 mm e la ruvidità superficiale della forma della lama Ra raggiunge il livello di 0,2μm, il che migliora la qualità della superficie e l'integrità superficiale della parte. La lavorazione superficiale delle lame in lega TiAl dovrebbe utilizzare metodi elettrochimici.
