Formabilità a temperatura ambiente della piastra resistente all'usura in lega di titanio ad alta resistenza
La piastra resistente all'usura in lega di titanio è stata ampiamente riconosciuta per i suoi vantaggi di elevata resistenza, leggerezza e buona rigidità strutturale. La lega di titanio ad alta resistenza Ti-6Al-4V non può essere utilizzata solo nel campo dell'aviazione, ma anche un importante materiale candidato per parti strutturali in altri campi industriali come quello automobilistico e chimico. La formabilità della piastra resistente all'usura in lega Ti-6Al-4V a temperatura ambiente è molto limitata e il rimbalzo dopo la formatura è molto ampio, il che comporta molti problemi allo stampaggio tradizionale e alla formatura a pressione. Anche se il limite di formatura della piastra resistente all'usura in lega Ti-6Al-4V sarà aumentato e il rimbalzo sarà ridotto ad alta temperatura, la formatura a temperatura ambiente presenta grandi vantaggi in termini di risparmio sui costi. La formatura a rulli è un tipo di metodo di formatura che utilizza rulli rotanti per deformare gradualmente le billette metalliche e realizzare pezzi. È adatto per parti strutturali con elevata resistenza alla formatura e formabilità limitata. Viene sempre più utilizzato nell'industria automobilistica, principalmente per la formatura di acciaio ad altissima resistenza e acciaio ad alta resistenza. Poiché l'angolo del ritorno elastico del materiale è piccolo e la compensazione del ritorno elastico può essere effettuata con un metodo semplice e facile durante la formatura a rullatura, la formatura a rullatura è un metodo efficace per formare leghe antiusura Ti-6Al-4V piastra resistente a temperatura ambiente. Per questo motivo Ossama et al. ha studiato il comportamento di formatura e ritorno elastico di una piastra resistente all'usura in lega Ti-6Al-4V ad alta resistenza, spessa 2 mm, ricotta a 820 gradi a temperatura ambiente.
La struttura originale della piastra resistente all'usura in lega Ti{{0}}Al-4V è composta per il 93,86% da fase equiassica e per il 6,14% da fase, e la dimensione media dei grani è 1,3μm±0,7μm. I risultati dei test di trazione a temperatura ambiente mostrano che l'anisotropia è elevata. Quando la direzione di laminazione è di 45 gradi, il carico di snervamento del campione è minimo e l'allungamento è elevato. Quando viene raggiunta la resistenza massima, il campione si romperà rapidamente. La prova limite di formatura è stata eseguita su attrezzature dotate di punzoni emisferici di diametro 60mm. Per registrare la storia completa della deformazione di ciascun campione viene utilizzato un sistema di misurazione della deformazione ottica "AutogridVario" con 4 telecamere CCD avanzate. Il comportamento di deformazione dei diversi percorsi di deformazione viene testato progettando diverse forme di campione.
Si è riscontrato che tutti i campioni si sono rotti improvvisamente nella parte superiore del punzone emisferico e non si è verificato alcun evidente fenomeno di strizione prima della frattura, indicando che la formabilità della lega a temperatura ambiente era molto limitata. È stato confrontato e analizzato il comportamento di deformazione della piastra resistente all'usura in lega Ti-6Al-4V durante la piegatura e la laminazione a temperatura ambiente. I risultati mostrano che il raggio di curvatura minimo del test di piegatura con piegatura del pendolo e del test di piegatura con stampo a V è 9 mm, mentre il raggio di curvatura minimo della formatura mediante laminazione è 7,51 mm, che è aumentato di oltre il 15%. Le forme di laminazione possono essere realizzate con raggi di dimensioni inferiori e hanno un ritorno elastico inferiore rispetto alle forme di piegatura semplici. Ciò è dovuto principalmente al fatto che la formatura a rulli è un processo di deformazione cumulativa in più fasi e la deformazione multipla graduale può inibire la crescita di crepe e, allo stesso tempo, la deformazione del materiale è più sufficiente della deformazione ordinaria. Inoltre, i difetti di forma che spesso si verificano nel processo di laminazione dell'acciaio ad alta resistenza sono relativamente pochi nel processo di laminazione della lega Ti-6Al-4V. Si può vedere che la formatura per rotolamento è un potenziale schema di processo per formare piastre resistenti all'usura in lega di titanio ad alta resistenza per parti strutturali di aerei e automobili a temperatura ambiente.
