Formabilidade à temperatura ambiente de chapas de liga de titânio de alta resistência

A placa de titânio é amplamente reconhecida por suas vantagens de alta resistência, peso leve e boa rigidez estrutural. A liga de titânio de alta resistência Ti-6Al-4V pode ser usada não apenas no campo da aviação, mas também em outros campos industriais, como automóveis e produtos químicos.

A folha de liga Ti{{0}}Al-4V tem conformabilidade muito limitada à temperatura ambiente, e o retorno elástico após a conformação é grande, o que traz muitos problemas à estampagem tradicional e à conformação por pressão. Embora o limite de formação da folha de liga Ti-6Al-4V seja aumentado e o retorno elástico seja reduzido em alta temperatura, a formação à temperatura ambiente ainda tem grandes vantagens em termos de economia de custos. A laminação é um método de conformação que utiliza um rolo rotativo para deformar gradativamente a peça bruta de metal e formar uma peça, adequada para conformar peças estruturais com alta resistência e conformabilidade limitada, e é cada vez mais utilizada na indústria automotiva, principalmente utilizada para formando aço de ultra-alta resistência, aço de alta resistência, etc. Devido ao pequeno ângulo de retorno elástico do material no processo de laminação e compensação do retorno elástico por um método simples e fácil, a laminação é um método eficaz para formar Ti{{ Folha de liga 5}}Al-4V à temperatura ambiente. Para tanto, Ossama et al. conduziu pesquisas de laboratório sobre a formação e o comportamento de retorno elástico de folhas de liga de Ti-6Al-4V de alta resistência com 2 mm de espessura após recozimento a 820 graus em temperatura ambiente. A estrutura original da placa de liga Ti-6Al-4V selecionada para o experimento era composta de 93,86% de fase equiaxial e 6,14% de fase, e o tamanho médio de grão foi de 1,3μm. ±0,7μm. Os resultados do teste de tração à temperatura ambiente mostram que sua anisotropia é grande, e quando está a 45 graus com a direção de laminação, a resistência ao escoamento da amostra é a mais baixa, o alongamento é alto e quando a resistência máxima é atingida, a amostra irá fraturar rapidamente. O ensaio limite de conformação é realizado em equipamento equipado com punção hemisférico com diâmetro de 60 mm. O sistema óptico de medição de deformação "Autogrid Vario" equipado com quatro câmeras CCD avançadas é usado para registrar o histórico completo de deformação de cada amostra. O comportamento de deformação de diferentes caminhos de deformação é testado projetando-se diferentes formatos de amostras. O experimento descobriu que todas as amostras fraturaram repentinamente no topo do punção hemisférico, e não houve nenhum fenômeno óbvio de estrangulamento antes da fratura, indicando que a conformabilidade da liga à temperatura ambiente era muito limitada. O comportamento de deformação da chapa de liga Ti-6Al-4V durante a flexão à temperatura ambiente e laminação foi analisado comparativamente. Os resultados mostram que o raio de curvatura mínimo do teste de dobramento do pêndulo e do teste de flexão da matriz em V é de 9 mm, enquanto o raio de curvatura mínimo da forma laminada é de 7,51 mm, o que representa um aumento de mais de 15%. As formas laminadas podem formar raios menores e ter menos retorno elástico do que a simples conformação por flexão. Isso ocorre principalmente porque a laminação é um processo de deformação cumulativa em várias etapas, e a deformação múltipla gradual pode inibir o crescimento de rachaduras e, ao mesmo tempo, tornar a deformação do material mais completa do que a deformação comum. Além disso, os defeitos de forma que ocorrem frequentemente no processo de laminação de aço de alta resistência são relativamente raros no processo de conformação da liga Ti-6Al-4V. Pode-se observar que a laminação é uma solução de processo promissora para a formação de placas de liga de titânio de alta resistência para peças estruturais de aviação e automotivas em temperatura ambiente.