Primjena titanskih ploča u oceanskim elektranama
Gr17 titanska pločanaširoko se koristi u zrakoplovstvu i drugim poljima zbog svojih izvrsnih svojstava kao što su niska gustoća, visoka specifična čvrstoća i otpornost na puzanje. Legura titana ima karakteristike niske duktilnosti, visoke otpornosti na deformaciju i očigledne anizotropije, tako da je legura titana vrlo osjetljiva na parametre procesa toplinske deformacije.
Primjena simulacijske tehnologije u području toplinske obrade legura titana
Titanska ploča Gr17 obično zahtijeva toplinsku obradu u jednofaznoj regiji ili dvofaznoj regiji kako bi se dobili proizvodi s određenim strukturama i svojstvima. Izbor parametara toplinske obrade ima važan utjecaj na obradna svojstva i mikrostrukturu titanovih legura. Posljednjih godina domaća istraživanja u području toplinske obrade titanovih legura su u porastu, a posebno je istaknuta primjena tehnologije toplinske simulacije i tehnologije numeričke simulacije u mehanizmu toplinske deformacije i evoluciji mikrostrukture titanovih legura.
Tipična primjena tehnologije toplinske simulacije
Mnogi su znanstvenici proveli pokuse toplinske deformacije kompresijom na različitim vrstama legura titana koristeći strojeve za ispitivanje toplinske/mehaničke simulacije i dobili krivulju protoka naprezanja materijala, odnosno odnos naprezanje-deformacija. Krivulja naprezanja tečenja odražava unutarnji odnos između naprezanja tečenja i parametara procesa deformacije, a istovremeno je i makroskopska manifestacija promjene unutarnje strukture materijala. Xu Wenchen i sur. proveli su test deformacije kompresije pri konstantnoj brzini deformacije na toplinskom simulatoru kako bi proučili ponašanje dinamičke toplinske deformacije legure titana TA15, izračunali energiju aktivacije deformacije Q materijala i promatrali strukturu toplinske deformacije. Dinamička rekristalizacija je glavni mehanizam omekšavanja u faznom području, dok je dinamičko obnavljanje glavni mehanizam omekšavanja u faznom području.
Tipična primjena tehnologije numeričke simulacije
Budući da tehnologija numeričke simulacije omogućuje reproduciranje procesa toplinske obrade legure titana na računalu, proizvođači i znanstveni istraživači koriste ovu tehnologiju za proučavanje odnosa između idealnih parametara procesa i odgovarajuće mikrostrukture i mehaničkih svojstava, kako bi se optimizirao trenutni proizvodni proces. i Svrha smanjenja troškova razvoja novih proizvoda, novih procesa i novih materijala. Shao Hui i sur. proučavao je evoluciju -faze legure titana TC21 s lamelarnom strukturom tijekom kovanja u dvofaznom području. Softver DEFORM korišten je za simulaciju i analizu zakona promjene temperaturnog polja i polja deformacija u procesu kovanja, te kvantitativnu analizu promjene oblika faze. Što je Feret ratio manji, oblik ima tendenciju da bude sferičan. Rezultati pokazuju da polje deformacije i temperaturno polje utječu na razvoj faze ploče. Pod uvjetima niže deformacije, temperatura ruba materijala za kovanje brzo opada, rekristalizacija je dovoljna, a temperatura u središtu materijala za kovanje je viša.
Simulacija evolucije mikrostrukture
Raznolikost mikrostrukture titanske ploče Gr17 redovito je povezana s višeprocesnim procesom proizvodnje legure titana i raznolikošću svakog procesa. Ova složena povezanost uvjetuje da je tradicionalnim metodama teško predvidjeti i kontrolirati mikrostrukturu i svojstva titanovih legura. S razvojem tehnologije računalne i numeričke simulacije posljednjih godina, metoda numeričke simulacije mikrostrukture postala je moćan alat za dobivanje kvantitativnog odnosa između utjecaja glavnih parametara procesa na makroskopsku i mikrostrukturu izratka za toplo oblikovanje. Korištenje tehnologije numeričke simulacije za reprodukciju procesa evolucije mikrostrukture može ne samo produbiti razumijevanje mehanizma promjene strukture, promicati razvoj postojećih teorija, već i poboljšati strukturu materijala i optimizirati proces pripreme materijala, kako bi se dobilo očekivana mehanička svojstva materijala.
U usporedbi s tradicionalnom metodom pokušaja i pogreške, korištenje tehnologije simulacije kao metode istraživanja i razvoja može skratiti razvojni ciklus, smanjiti troškove proizvodnje i optimizirati proizvodni proces, kako bi se postigla svrha poboljšanja učinkovitosti proizvodnje i povećanja ekonomske koristi . Zbog visoke cijene i dugog proizvodnog ciklusa legure titana, istraživanje njezinog proizvodnog procesa hitno treba tehnologiju simulacije kako bi se otvorili prečaci i prevladali problemi uskog temperaturnog raspona toplinske obrade i složenog i raznolikog odnosa između procesa i strukture. performanse.
U zemlji i inozemstvu, tehnologija toplinske simulacije i tehnologija numeričke simulacije korištene su za izvođenje velikog broja istraživačkih radova o mehanizmu toplinske deformacije i evoluciji mikrostrukture titanovih legura. Poboljšati ulogu i učinak kvalitete proizvoda. Međutim, zbog netočnih podataka o svojstvima materijala, činjenice da je rubne uvjete i parametre trenja teško približiti stvarnosti, a proučavanje makroskopskih varijabli ne uključuje promjene mikrostrukture i druge čimbenike, postoje određene pogreške u rezultatima simulacije u usporedbi sa stvarnom proizvodnjom.
U budućnosti, istraživanje mehanizma toplinske deformacije i evolucije mikrostrukture titanovih legura mora organski kombinirati tehnologiju fizičke simulacije i tehnologiju numeričke simulacije kako bi se uspostavio makroskopski model konačnih elemenata koji je više u skladu sa stvarnim proizvodnim procesom, i spojio ga s mikrostrukturom evolucijski model težiti rezultatima simulacije. Ne samo da može pružiti teoretsku osnovu za proizvodnju na licu mjesta, već i kvantitativno usmjeravati proces na licu mjesta i konačno postići svrhu praćenja procesa deformacije u stvarnom vremenu i kontrole kvalitete proizvoda.
