Application de la technologie de forgeage d’alliages de titane dans l’industrie aéronautique

Avec le développement rapide de l'économie nationale de la Chine, les industries de la science et de la technologie, de l'aérospatiale et de l'aviation ont ouvert de nouvelles opportunités de développement ces dernières années, en particulier après la création du projet national de « gros avions », l'industrie manufacturière de l'aviation civile deviendra un La nouvelle économie, leader du développement du point de croissance de l'économie nationale, a de larges perspectives de développement. Afin d'améliorer continuellement le progrès, la fiabilité et l'applicabilité des avions et d'augmenter la compétitivité des avions nationaux sur le marché international, les entreprises de fabrication de l'aviation civile ont des exigences de plus en plus élevées en matière de sélection des matériaux de fabrication aéronautique ; les principales caractéristiques des alliages de titane sont une faible densité spécifique et une résistance élevée. En même temps, il présente une bonne résistance à la chaleur et à la corrosion et est devenu le matériau principal des composants de contrainte des avions modernes, ce qui réduit considérablement le poids de l'avion. Parmi eux, les pièces forgées en alliage de titane TC4 (Ti-6AL-4V) et TB6 sont largement utilisées dans la fabrication aéronautique. .

Selon la microstructure à température ambiante, les alliages de titane peuvent être divisés en trois types : les alliages de type , les alliages de type + - et les alliages de type -. Il a une bonne malléabilité 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 en fonction de la relation entre la température de forgeage et la température de transformation.

2.1 Forgeage conventionnel d'un alliage de titane

Les alliages de titane déformés couramment utilisés sont généralement forgés en dessous de la température de transformation, appelée forgeage conventionnel. Selon la température de chauffage de la billette dans la zone de phase (+), elle peut être subdivisée en zone de forgeage biphasée supérieure et de forgeage de zone biphasée inférieure. ?

2.1.1 Forgeage dans la région diphasique inférieure

Le forgeage dans la région biphasée inférieure est généralement chauffé et forgé à 40-50 degrés en dessous de la température de transformation. A ce moment, la phase primaire et sont les mêmes et participent à la déformation. Plus la température de déformation est basse, plus la phase impliquée dans la déformation est importante. Par rapport à la déformation dans la région, le processus de recristallisation de la phase dans la région biphasée inférieure est fortement accéléré, et les nouveaux grains formés par recristallisation précipitent non seulement le long du joint de grain d'origine déformé, mais également dans le joint de grain et la feuille. couche. Se produit dans la couche intermédiaire. Le forgeage produit par ce procédé présente une résistance élevée et une bonne plasticité, mais sa ténacité à la rupture et ses propriétés de fluage ont encore un grand potentiel.

2.1.2 Forgeage dans la région biphasée supérieure

Il est forgé à une température de 10-15 degrés en dessous du point de transformation /( + ). La structure finale après déformation contient davantage de structure de transition, ce qui peut améliorer les performances de fluage et la ténacité de la structure ; confèrent à l'alliage de titane à la fois plasticité, résistance et ténacité.

2.2 Forgeage à haute température de l'alliage de titane

Également connu sous le nom de « forgeage », il peut être divisé en deux types : le premier est le processus dans lequel la billette est chauffée dans la zone, et le forgeage est commencé et terminé dans la zone ; la seconde est que la billette est chauffée dans la zone et que le forgeage commence dans la zone. Et contrôler une grande quantité de déformation pour achever le processus de forgeage dans la région en deux phases, appelée « sous-forgeage ». Par rapport au forgeage dans une région biphasée, le forgeage peut obtenir une résistance au fluage et une ténacité à la rupture plus élevées, et est également bénéfique pour améliorer les performances en fatigue de l'alliage de titane.

2.3 Matriçage isotherme d'un alliage de titane

Ce processus utilise la superplasticité et le mécanisme de fluage du matériau pour produire des pièces forgées plus complexes et nécessite que le moule soit préchauffé et maintenu dans la plage de 760-980 degrés ; la presse hydraulique applique une pression à une valeur prédéterminée, et la vitesse de travail de la presse est contrôlée par l'ébauche. La résistance à la déformation est automatiquement ajustée. Puisque le moule est chauffé, il n'est pas nécessaire d'utiliser des poutres à déplacement rapide pour éviter la trempe. De nombreuses pièces forgées utilisées dans les avions ont les caractéristiques d'une paroi mince et d'une hauteur de nervure, 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.

Le processus de forgeage de l'alliage de titane est largement utilisé dans la fabrication aéronautique et aérospatiale, et le processus de forgeage isotherme a été utilisé pour produire des pièces de moteur et des pièces structurelles d'avion ; il est également de plus en plus populaire dans des secteurs industriels tels que l’automobile, l’énergie électrique et les navires. Dans les pays étrangers, l'application des alliages de titane a été développée à un niveau très élevé, les alliages TiAL et les composés intermétalliques utilisés à des températures plus élevées ont été pris en compte et de nombreuses recherches ont été menées ; afin de mieux appliquer ces matériaux, en même temps, de nombreuses recherches ont également été menées sur son processus de déformation. Les gens accordent également de plus en plus d’attention à la recherche d’alliages de sous-titane à plus haute résistance. L'application de l'alliage de titane et la recherche sur les procédés de forgeage resteront un sujet brûlant.