Tvářetelnost desky z vysoce pevné titanové slitiny odolné proti opotřebení při pokojové teplotě
Deska z titanové slitiny odolná proti opotřebení byla široce uznávána pro své výhody vysoké pevnosti, nízké hmotnosti a dobré strukturální tuhosti. Vysokopevnostní titanovou slitinu Ti-6Al-4V lze použít nejen v oblasti letectví, ale je také důležitým kandidátním materiálem pro konstrukční díly v jiných průmyslových oblastech, jako jsou automobily a chemikálie. Tvařitelnost desky ze slitiny Ti-6Al-4V odolné proti opotřebení při pokojové teplotě je velmi omezená a odskok po tváření je velmi velký, což přináší mnoho problémů tradičnímu lisování a tlakovému tváření. Přestože se mez tváření desky odolné proti opotřebení ze slitiny Ti-6Al-4V zvýší a při vysoké teplotě se sníží odraz, má tváření při pokojové teplotě velké výhody v úspoře nákladů. Válcovací tváření je druh tvářecí metody využívající rotující válce k postupné deformaci kovových předvalků a výrobě obrobků. Je vhodný pro konstrukční díly s vysokou pevností při tváření a omezenou tvárností. Stále více se používá v automobilovém průmyslu, zejména pro tváření ultra-vysokopevnostní oceli a vysokopevnostní oceli. Protože úhel zpětného odpružení materiálu je malý a kompenzaci zpětného odpružení lze provést jednoduchou a snadnou metodou během válcování, je válcování účinnou metodou pro tváření opotřebení slitiny Ti-6Al{12}}V- odolná deska při pokojové teplotě. Z tohoto důvodu Ossama et al. studovali chování při tváření a odpružení 2 mm silné desky ze slitiny Ti-6Al-4V odolné proti opotřebení žíhané na 820 stupňů při pokojové teplotě.
Původní struktura desky ze slitiny Ti{0}}Al-4V odolné proti opotřebení se skládá z 93,{4}} % rovnoosé fáze a 6,14 % fáze a průměrná velikost zrna je 1,3μm±0,7μm. Výsledky tahové zkoušky při pokojové teplotě ukazují, že anizotropie je velká. Když je směr válcování 45 stupňů, mez kluzu vzorku je nejnižší a prodloužení je vysoké. Po dosažení konečné pevnosti se vzorek rychle rozbije. Mezní zkouška tváření byla provedena na zařízení vybaveném polokulovými razníky o průměru 60 mm. Pro záznam kompletní historie deformací každého vzorku se používá optický systém měření deformace "AutogridVario" se 4 pokročilými CCD kamerami. Deformační chování různých deformačních drah je testováno navržením různých tvarů vzorků.
Bylo zjištěno, že všechny vzorky se náhle zlomily v horní části polokulovitého razníku a nedošlo k žádnému zjevnému jevu hrdla před lomem, což naznačuje, že tvárnost slitiny při pokojové teplotě byla velmi omezená. Bylo porovnáno a analyzováno deformační chování desky odolné proti opotřebení ze slitiny Ti-6Al-4V během ohýbání a válcování při pokojové teplotě. Výsledky ukazují, že minimální poloměr ohybu při zkoušce ohybem kyvadlovým ohybem a zkoušce ohybem ve tvaru V je 9 mm, zatímco minimální poloměr ohybu při válcování je 7,51 mm, což je zvýšení o více než 15 %. Válcované formy mohou být tvarovány na menší poloměry a mají menší odpružení než jednoduché ohýbané formy. Je to především proto, že válcování je vícekrokový kumulativní deformační proces a postupná vícenásobná deformace může bránit růstu trhlin a zároveň je deformace materiálu postačující než obyčejná deformace. Navíc tvarových vad, které se často vyskytují při procesu válcování vysokopevnostní oceli, je při procesu válcování slitiny Ti-6Al-4V relativně málo. Je vidět, že válcování je potenciální procesní schéma pro tváření desek z vysoce pevných titanových slitin odolných proti opotřebení pro letecké a automobilové konstrukční díly při pokojové teplotě.
