Características de flexión de diferentes grados de aleaciones de titanio

Las características de flexión de diferentes grados de aleaciones de titanio varían significativamente, dependiendo de su tipo de aleación (, cerca de,,), microestructura y propiedades mecánicas (especialmente resistencia al rendimiento, módulo elástico, alargamiento y tasa de endurecimiento de trabajo). Comprender estas propiedades es fundamental para la flexión exitosa y evitar el agrietamiento, el resorte excesivo o las formas inexactas.

Entonces, ¿cómo lograr el procesamiento de flexión de aleación de titanio? Es necesario comprender las características de flexión del núcleo de los diferentes grados de aleaciones de titanio (rebote, radio de flexión mínimo, sensibilidad a la temperatura) y combinar los requisitos de aplicación específicos (resistencia, complejidad de forma, costo) para la selección de materiales y el diseño de procesos, que es la clave para la flexión exitosa de las aleaciones de titanio.

Características de flexión de las calificaciones de aleación de titanio

01. Titanio puro industrial (CP TI: GR1, GR2, GR3, GR4)

Tipo: aleación

Características:Mejor flexibilidad: CP Titanium tiene el mejor rendimiento de flexión de todas las aleaciones de titanio. Tiene la fuerza más baja (GR1 es la más suave, GR4 es la más difícil) y la ductilidad es la más alta.

Bajo rebote:La resistencia al rendimiento relativamente baja y el módulo elástico significan que el rebote es más pequeño que el de las aleaciones de titanio de alta resistencia, lo que hace que sea más fácil controlar la forma final.

Baja tendencia de agrietamiento:La alta ductilidad hace que no sea fácil agrietarse bajo un radio de flexión grande.

Radio mínimo de flexión:Por lo general, es posible lograr un radio de flexión relativamente pequeño (por ejemplo, para las placas delgadas, el radio interno mínimo R de 90 grados doblado puede ser 1-2 veces el grosor de la placa t).

Aplicaciones:Los implantes médicos, marinos, marinos (GR2, GR4), los bienes de consumo y otros campos que requieren resistencia a la corrosión y buena formabilidad.

02.ti-3al-2.5V (GR9)

Tipo: cerca de la aleación

Propiedades:Buena flexibilidad, con aproximadamente un 50% de fuerza mayor que GR2, al tiempo que mantiene una buena ductilidad. Bendabilidad es entre CP Titanium y Ti-6Al-4V.

Springback moderado: Springback es mayor que el titanio CP pero menor que TI-6Al-4V.

Radio de flexión mínimo: ligeramente más grande que el titanio CP pero aún mejor que la mayoría de las aleaciones. Por ejemplo, se puede requerir R mayor o igual a 2T.

Solicitud:Tubos hidráulicos de aviación, marcos de bicicletas, equipos deportivos (fuerza de equilibrio, formabilidad y peso).

03. TI-6Al-4V (GR5)

Tipo: - aleación (más comúnmente utilizada)

Características:Flexión media a pobre: esta es la aleación de titanio más utilizada, pero también es uno de los grados comunes de flexión más desafiantes.

Alto rebote:La alta resistencia de rendimiento y el alto módulo elástico conducen a un gran rebote. El diseño del molde debe ser significativamente compensado (en las curvas), de lo contrario será difícil lograr el ángulo objetivo. La resistencia puede ser varias veces la de acero suave.

Alta tendencia de agrietamiento: ductilidad relativamente baja (especialmente en comparación con el titanio CP).

Sensible al radio de flexión:Se requiere un radio de flexión mínimo más grande. Para flexión de 90 grados, generalmente se requiere el radio interno mínimo R mayor o igual a 3T (espesor de la placa), e incluso R mayor o igual a 4T o mayor, especialmente cuando la dirección de flexión es perpendicular a la dirección de rodadura. Probar un radio más pequeño puede causar fácilmente grietas en el exterior.

Sensible a los defectos de la superficie: los rasguños, los huecos, etc. pueden convertirse en fuentes de grietas.

Endurecimiento del trabajo: elLa tasa de endurecimiento del trabajo es alta, y múltiples curvas o curvas de pasos pequeños aumentarán el riesgo de grietas.

Efecto de temperatura:El calentamiento (150-300 grados) puede mejorar significativamente su rendimiento de flexión:

Reduzca el estrés reológico y reduzca la fuerza de flexión requerida.

Mejore la ductilidad y permita un radio de flexión más pequeño (que puede reducirse a R mayor o igual a 2T).

Reducir la cantidad de rebote.

La flexión térmica es un método común para mecanizar formas complejas TI-6Al-4V o radios pequeños.

Solicitud:Piezas estructurales aeroespaciales, piezas del motor, automóviles de alto rendimiento, implantes médicos, industria militar y otros campos que requieren alta resistencia, buen rendimiento de fatiga y resistencia al calor medio.

04.Ti-6Al-4V Eli (GR23)

Tipo:-aleación (versión intersticial ultra baja de TI-6AL-4V)

Características:Características básicas similares a GR5 (alto rebote, radio de flexión grande requerido, fácil de romper).

Propiedades de flexión ligeramente mejores: oxígeno inferior, nitrógeno, contenido de hierro hace que su ductilidad sea ligeramente mejor que el GR5 estándar. Esto significa que en las mismas condiciones, la tendencia de agrietamiento puede ser ligeramente menor y el radio de curvatura permitido puede reducirse ligeramente (pero aún mucho más grande que el titanio CP).

El rebote sigue siendo fuerte.

Aplicaciones:Se utiliza principalmente en áreas que requieren resistencia extremadamente alta en la fractura, como implantes quirúrgicos, contenedores criogénicos. Las propiedades de flexión han mejorado solo marginalmente y aún se requiere precaución.

05. Aleación (como TI-15V-3CR-3Al-3SN, TI-3Al-8V-6CR-4MO-4ZR (Beta C), TI-5Al-5V-5MO-3CR)

Tipo: aleación (generalmente formada en el estado tratado con solución (ST))

Características:Excelentes propiedades de flexión de frío (en el estado de la solución): esta es una de las mayores ventajas de la aleación.

Muy bajo resistencia al rendimiento/alta ductilidad: la resistencia es baja en el estado ST, y la ductilidad es muy alta (hasta 20%+).

Radio de flexión mínimo muy pequeño: en el estado ST, se puede lograr un radio de flexión muy pequeño, incluso cerca de R =0.5 T (dependiendo de la aleación y el grosor específicos), que es mucho mejor que las aleaciones.

Bajo rebote:La baja resistencia al rendimiento significa que el rebote es relativamente pequeño.

Baja tendencia de agrietamiento: la alta ductilidad hace que no sea fácil agrietarse bajo flexión severa.

Punto clave:Se requiere endurecimiento del envejecimiento después de formar: la flexión generalmente se lleva a cabo en un estado blando (ST) para obtener la mejor formabilidad. Después de formarse, el tratamiento con envejecimiento debe llevarse a cabo para lograr la alta resistencia requerida. El tratamiento con envejecimiento conducirá a cambios dimensionales (contracción), que deben considerarse en el diseño de moho y la planificación de procesos.

Alto costo:El costo de las materias primas suele ser más alto que el de TI-6Al-4V.

Solicitud:Se utiliza principalmente para piezas estructurales aeroespaciales, resortes, etc. que requieren formas extremadamente complejas, pequeños radios de flexión o una alta formabilidad en frío. Use su excelente formabilidad en frío para procesar piezas complejas y luego obtener alta resistencia a través del envejecimiento.