Czasopismo | HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE | Rocznik 2017 - zeszyt 4

Opracowanie i weryfikacja cieplno-mechanicznych parametrów kształtowania na gorąco wyprasek ze stopu Ti-6Al-4V

10.15199/24.2017.4.8

Marek WOJTASZEK

nr katalogowy: 105063
10.15199/24.2017.4.8

Określono korzystne warunki kucia na gorąco w matrycach otwartych stopu Ti-6Al-4V otrzymanego metodą metalurgii proszków. Materiał wyjściowy do badań wytworzono w procesie prasowania na gorąco mieszaniny proszków elementarnych. Otrzymano półwyrób o wysokiej gęstości względnej, co potwierdzono w badaniach metalograficznych i metodą tomografii komputerowej. Modelowanie numeryczne procesu kucia na gorąco w matrycach otwartych wyprasek prowadzono metodą elementów skończonych. Analizowano różne warianty procesu kształtowania wybranej odkuwki, uwzględniono przy tym ograniczenia występujące w przemyśle. Poprawność warunków kucia, wyznaczonych na drodze modelowania jako korzystne, zweryfikowano, wykonując próby technologiczne na linii przemysłowej. Ocenie poddano stan mikrostruktury i twardość odkuwek. Wykazano, że prowadzona w proponowany sposób technologia, obejmująca wykonanie metodą metalurgii proszków wsadu i jego kształtowanie na gorąco, daje możliwość otrzymania pozbawionych wad odkuwek ze stopu Ti-6Al-4V. Słowa kluczowe: metalurgia proszków, stopy tytanu, kucie na gorąco, cieplno mechaniczne parametry, mikrostruktura.1. Wprowadzenie. Stopy tytanu są stosowane w lotnictwie, motoryzacji, przy budownictwie okrętów, w medycynie i w wielu innych gałęziach przemysłu [5, 13]. Atrakcyjność tych tworzyw wynika przede wszystkim z właściwości tytanu, spośród których szczególnie istotne są niski ciężar właściwy, wysoka wytrzymałość, odporność na pękanie i na korozję oraz wytrzymałość zmęczeniowa [3, 11, 16]. Niektóre stopy tytanu są biozgodne i odporne na korozję w środowisku biologicznym [3, 14], co umożliwia ich stosowane do wytwarzania implantów. Do wad tytanu i jego stopów zalicza się niskie przewodnictwo cieplne, trudności z obróbką mechaniczną [9, 19] i duży koszt [7]. Przyczynami wysokiej ceny tytanu jest jego wysoka reaktywność z tlenem i azotem oraz fakt, że nie występuje on w czystej postaci. W efekcie nie została dotąd wdrożon[...]

Bibliografia

[1] Anokhin Vladimir, Ivasishin Orest at al. 1998. Structure and properties of sintered titanium alloyed with aluminium, molybdenum and oxygen. Materials Science and Engineering A24(3): 269-272.
[2] Bednarek Sylwia, Łukaszek-Sołek Aneta, Sińczak Jan. 2008. Analysis of strain and stress in the lower forging limit of Ti-6Al-2Mo- 2Cr titanium alloy, Archives of Civil and Mechanical Engineering 8 (2): 13-20.
[3] Boyer Rodney, Welsch Gerhard et. al. 1994. Materials Properties Handbook: Titanium Alloys, eds. ASM International, Materials Park, OH.
[4] Chang Isaac, Zhao Yuyuan. (Editors). 2013. Advances in Powder Metallurgy: Properties, Processing and Applications. Woodhead Publishing Limited, chapter no. 8.: Froes Francis, Powder metallurgy of titanium alloys.
[5] Chunxiang Cui., BaoMin Hu, Lichen Zhao, Shuangjin Liu. 2011. Titanium alloy production technology, market prospects and industry development. Materials and Design 32: 1684-1691.
[6] Delo David, Piehler Henry. 1999. Early stage consolidation mechanisms during hot isostatic pressing of Ti-6Al-4V powder compacts. Acta Materialia, 47 (9): 2841-2852.
[7] Fujita Takahiro, Ogawa Atsushi, Ouchi Chiaki, Tajima Hidenori. 1996. Microstructure and properties of titanium alloy produced in the newly developed blended elemental powder metallurgy process. Materials Science and Engineering A213: 148-153.
[8] Haasea Christian., Lapovoka Rimma, Pang Ng Hoi, Estrin Yuri. 2012. Production of Ti-6Al-4V billet through compaction of blended elemental powders by equal-channel angular pressing. Materials Science and Engineering A 550: 263- 272.
[9] Heinl Peter, Müller Lenka, Körner Catolin, Singer Robert, Müller Frank. 2008. Cellular Ti-6Al-4V structures with interconnected macro porosity for bone implants fabricated by selective electron beam melting. Acta Biomate, 4: 1536-44.
[10] Henriques Vinicius André Rodrigues, de Campo Pedro Paulo, Cairo Carlos Alberto Alves, Bressiani José Carlos. 2005. Production of titanium alloys for advanced aerospace systems by powder metallurgy. Materials Research, 8(4), 443-446
[11] Ivasishin Orest, Bondareva Kseniya at al.. 2004. Fatigue resistance of powder metallurgy Ti-6Al-4V alloy. Strength of Materials, 36(3): 225-230.
[12] Ivasishin Orest, Savvakin Dimitrii. Moxson Vladimir, Bondareva Kseniya, Froes Francis. 2002. Titanium powder metallurgy for automotive components, Materials Technology, 17(1): 20-25.
[13] Ivasyshyn Orest, Aleksandrov Andrey. 2008. Status of the titanium production, research, and applications in the CIS. Mater Science, 44 (3): 311-327.
[14] Long Marc, Rack Henry. 1998. Titanium alloys in total joint replacement -a materials science perspective, Biomaterials 19: 1621- 1639.
[15] Lutjering Gerd, Williams James., Gysler Albrecht. 2000. Microstructure and mechanical properties of titanium alloys. Microstructure and Properties of Materials, 2: 1-74.
[16] Łukaszek-Sołek Aneta, Krawczyk Janusz. 2015. Processing maps of the Ti-6Al-4V alloy in a forging process design, Key Engineering Materials, 641: 1662-9795.
[17] Qiu J. W., Liu Y., Liu B. at al. 2012. Optimizing the hot-forging process parameters for connecting rods made of PM titanium alloy, Journal of Materials Science, 47: 3837-3848.
[18] Salishchev Gennady, Imayev Renat., Senkov Oleg., and Froes Francis. 2000. Microstructural Control in Ti-Al for Enhanced Mechanical Properties, The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society, 52, December, 46-48.
[19] Sheng Yan-Wei, Guo Zhi-Meng, Hao Jun-Jie, Yang Dong- Hua. 2012. Effect of Spheroidization of Ti-6Al-4V Powder on Characteristics and Rheological Behaviors of Gelcasting Slurry. Procedia Engineering 36: 299-306.
[20] Wojtaszek Marek, Śleboda Tomasz. 2014. Design and verification of thermomechanical parameters of P/M Ti6Al4V alloy forging. Journal of Alloys and Compounds, 615: 546-550.
[21] Wojtaszek Marek, Śleboda Tomasz. 2013. Thermomechanical processing of P/M Ti-6Al-4V alloy. In METAL 2013: 22nd Inter. Conf. on Metallurgy and Materials. May 15th-17th, Brno. Ostrava: TANGER, 364-369.
[22] Xu Xiaoyan, Han Yuanfei., Li Changfu, Nash Philip, Mangabhai Damien, Lu Weijie. 2015. Flow behavior and processing map of forging commercial purity titanium powder compact, Journal of Materials Research, 30(8): 1056-106.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 105063 "Opracowanie i weryfikacja..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - e-zeszyt (pdf) 2017-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	32.00 zł

Prenumerata

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

400.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna	540.00 zł brutto 500.00 zł netto 40.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - pakowanie i wysyłka	14.00 zł brutto 11.38 zł netto 2.62 zł VAT (stawka VAT 23%)

554.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2017-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma