Validestitaanisulamid, määrake esmalt voolavuspiiri alusel lubatud pinge, seejärel kontrollige tõmbetugevuse ja pikenemise abil purunemistugevust ja kahjustuste taluvust; mõlemad sammud on hädavajalikud. Tõmbetugevus näitab maksimaalset koormust, mida materjal võib taluda enne purunemist,-mis peegeldab selle lõplikku koormuse-kandevõimet ja energia-neeldumispotentsiaali enne purunemist.
Voolutugevus tähistab künnist, mille ületamisel deformatsioon muutub püsivaks,{0}}mis peegeldab materjali võimet säilitada oma kuju ja mõõtmete täpsust ning on konstruktsiooni kavandamisel lubatud pinge tõeliseks lähtejooneks.
1. Mis on tõmbetugevus (Rm / σb)?
Definitsioon: maksimaalne pinge, mida materjal võib taluda enne purunemist tõmbekatse ajal, mõõdetuna MPa-des. See näitab materjali ülimat võimet koormusele vastu pidada.
Tehniline tähtsus:
Tõmbetugevus vastab pinge{0}}deformatsioonikõvera tipppunktile. Pärast seda punkti hakkab materjal läbima lokaalset kaelust ja efektiivne koormus{2}}kandepind väheneb kiiresti, kuni tekib luumurd.
See määrab komponendi "lõpliku ohutusvaru"-isegi kui lokaalne ülekoormus põhjustab materjali järeleandmist, säilitab materjal võime neelata energiat plastilise deformatsiooni kaudu (kui tõmbetugevust ei ületata) (tegur, mis on oluline kahjustuste{1}}taluvuse kujundamisel lennunduse konstruktsioonikomponentide puhul).
Titaanisulamite tööstuses viitavad hinnapakkumistes ja tehnilistes lepingutes määratud tugevusastmed-, näiteks Rm suurem või võrdne 400 MPa 2. klassi (GR2) ja Rm suurem või võrdne 895 MPa 5. klassi (GR5) (lõõmutatud varras)-spetsiaalselt sellele parameetrile.
II. Mis on tootlikkuse tugevus (Rp0,2 / σs või σ0,2)?
Definitsioon: pingetase, mille juures materjal hakkab läbima olulist plastilist deformatsiooni (pöördumatu, jääv deformatsioon). Kuna enamikul titaanisulamitel ei ole selget saagise tasandit, kasutatakse inseneripraktikas tavaliselt voolavuspiirina "plastilise pikenemise tugevust (Rp0,2)"-, mis on defineeritud kui pinge, mis tekitab 0,2% jääva plastilise deformatsiooni-.
Tehniline tähtsus:
Alla voolavuspiiri taastab detail pärast koormuse eemaldamist oma esialgse kuju (elastne deformatsioonivahemik); kui voolavuspiir on ületatud, toimub detail jäävdeformatsioon ega naase oma esialgsesse olekusse.
Enamiku konstruktsioonikomponentide puhul on voolavuspiir tõeliseks disaini etaloniks. Pingeanalüüsis arvutatakse lubatud pinge üldiselt voolavuspiiri jagamisel ohutusteguriga (tavaliselt 1,15–1,5 lennukikomponentide ja 1,5 tsiviilotstarbeliste surveanumate puhul).
Näide: lõõmutatud 5. klassi (Ti-6Al-4V) titaani voolavuspiir on ligikaudu 825 MPa, samas kui selle tõmbetugevus jääb vahemikku ligikaudu 895–1030 MPa. Kui kasutate oma konstruktsiooniarvutustes 895 MPa näitajat, käsitlete ülim tugevust lubatud pingena - kriitiline viga.
Üldine segaduskoht: titaanisulamid on "kõrge eritugevusega" materjalid,-nende saagise-tugevuse- ja-tiheduse suhe on kõigi konstruktsioonimetallide seas üks kõrgemaid. Materjali valikul kaalu arvutamisel on voolavuspiir väärtus, mida tuleks lugejas kasutada.
Titaanisulamite tõmbetugevust ja tootlikkust mõjutavad tegurid
15-aastase kogemuse põhjal olen täheldanud, et peamised tegurid, mis neid kahte mõõdikut mõjutavad, on:
Sulami koostis
Al, O, N ja C suurendavad tugevust, kuid vähendavad elastsust;
V, Mo, Nb, Cr ja Fe stabiliseerivad faasi ja mõjutavad kuumtöötlemise teel tugevnemist;
H (vesinik) kipub põhjustama vesiniku rabedust; kuigi see ei kajastu otseselt tõmbetugevuse väärtustes, kujutab see endast tõsist ohtu.
Lisandite elemendid
Tugevus on väga tundlik hapnikusisalduse suhtes; kõrge hapnikusisaldus suurendab tugevust, kuid vähendab plastilisust ja sitkust;
Lämmastik ja süsinik annavad samuti tugevdava toime, kuid liigsed kogused põhjustavad rabedust.
Mikrostruktuur
Equiaxed mikrostruktuur: hea elastsus ja suhteliselt hea väsimusjõudlus;
Lamellne mikrostruktuur: hea purunemiskindlus, kuid veidi madalam elastsus;
Bimodaalne (dupleks) mikrostruktuur: hea üldine jõudlus;
-Faasifraktsioon, -faasi suurus ja kristallograafiline tekstuur mõjutavad kõik saagist ja tõmbetugevust.
Kuumtöötlus
Lõõmutamine: mõõdukas tugevus ja hea elastsus;
Lahuse töötlemine ja vanandamine: sadestab peen -faasi, suurendades oluliselt saagist ja tõmbetugevust;
-lõõmutamine: hea sitkus, kuigi tugevus võib väheneda;
Pinge{0}}leevendus: mõjutab jääkpinget ja mõõtmete stabiilsust.
Töötlemise tehnoloogia
Voolujoonte sepistamine, veeremissuund ja tekstuur kutsuvad esile anisotroopia;
Omadused varieeruvad piki-, põiki- ja paksussuunas;
Külmtööga karastamine suurendab tugevust, kuid vähendab elastsust.
Temperatuur
Temperatuuri tõus toob kaasa nii tõmbe- kui voolavustugevuse vähenemise;
Titaanisulamite pikaajaline -kasutustemperatuur on üldiselt piiratud (nt GR5 on pikaajalisel kasutamisel tavaliselt piiratud alla 350 kraadi);
Tugevus suureneb madalatel temperatuuridel, kuid plastilisus ja sitkus võivad väheneda.
Proovid ja testimine
Ekstensomeetri kasutamine mõjutab oluliselt voolavuspiiri mõõtmist;
Proovi joondamine (koaksiaalsus), pinna karedus, deformatsioonikiirus ja proovivõtukoht mõjutavad tulemusi;
Titaanisulamitel ei ole selget voolavuspiiri; Rp0,2 mõõtmine ilma ekstensomeetrita annab väga ebatäpseid tulemusi.
E--post:garychen3215@hotmail.com
Aadress: No.35, Baoti Rd, Baoji linn, Shaanxi provints, Hiina
Kontakt: hr Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobiil/WhatsApp: +86 13092900605
