Formabilité à température ambiante des feuilles d'alliage de titane à haute résistance
Aug 11, 2025
La feuille de titane est largement reconnue pour sa résistance élevée, son poids léger et sa rigidité structurelle excellente. L'alliage de titane à haute résistance TI-6AL-4V est non seulement utilisé dans l'industrie de l'aviation, mais est également un candidat clé pour les composants structurels d'autres industries, tels que les industries automobiles et chimiques.
La formabilité de la feuille d'alliage TI-6AL-4V à température ambiante est très limitée, et le remontée significative après la formation présente de nombreux défis avec l'estampage et la formation de presse traditionnels. Bien que la limite de formage de la feuille d'alliage TI-6AL-4V augmente et que le retrait diminue à des températures élevées, la formation de température ambiante offre toujours des avantages de coûts importants. Le formage des rouleaux, une méthode de formation qui utilise des rouleaux rotatifs pour déformer progressivement un blanc métallique dans une pièce, convient pour former des composants structurels à haute résistance avec une formabilité limitée. Il est de plus en plus utilisé dans l'industrie automobile, principalement pour former des aciers ultra-hauts et à haute résistance. Étant donné que l'angle de retombée pendant le roulement est minime et peut être facilement compensé, le roulement est une méthode efficace pour former une feuille d'alliage TI-6AL-4V à température ambiante. À cette fin, Ossama et al. a mené une étude de laboratoire sur le comportement de formation et de retour de retombées de feuilles d'alliage TI-6AL-4V à 2 mm à 2 mm recuites à 820 degrés à température ambiante.
La feuille d'alliage TI-6AL-4V utilisée dans l'expérience avait une microstructure initiale composée d'une phase équiaxée de 93,86% et d'une phase de 6,14%, avec une taille de grain moyenne de 1,3 μm ± 0,7 μm. Les tests de traction à température ambiante ont révélé une anisotropie significative, la limite d'élasticité à un angle de 45 degrés par rapport à la direction de roulement étant le plus bas et l'allongement étant le plus élevé. En atteignant la force ultime, l'échantillon s'est fracturé rapidement. Les tests de limite de formation ont été effectués à l'aide d'un appareil équipé d'un punch hémisphérique avec un diamètre de 60 mm. Un système de mesure de déformation optique, «AutoGrid Vario», équipé de quatre caméras CCD avancées, a été utilisée pour enregistrer l'historique complet de la déformation de chaque échantillon. Différentes géométries d'échantillons ont été conçues pour tester le comportement de déformation le long de divers chemins de déformation. Les résultats expérimentaux ont révélé que tous les échantillons se fracturaient soudainement à la pointe du poinçon hémisphérique, sans retrait apparent avant la fracture, indiquant que la formabilité à température ambiante de l'alliage est très limitée. Le comportement de déformation des feuilles d'alliage TI-6AL-4V pendant la flexion et la formation de rouleaux à température ambiante a été comparée. Les résultats ont montré que le rayon de flexion minimum dans les tests de pliage du pendule et de flexion en V était de 9 mm, tandis que celui de la formation de rouleaux était de 7,51 mm, une amélioration de plus de 15%. Le formage de rouleau peut former des rayons plus petits et présente moins de remontée de la flexion. Cela est principalement dû au fait que la formation de rouleaux implique un processus de déformation cumulatif en plusieurs étapes. Les étapes de déformation progressives et multiples peuvent supprimer la croissance des fissures et fournir une déformation plus complète qu'une étape de déformation unique. De plus, les défauts morphologiques couramment observés dans le roulement en acier à haute résistance sont relativement rares dans le formage de rouleau de l'alliage TI-6AL-4V. Cela suggère que la formation de roulis est un processus prometteur pour la formation à température ambiante des feuilles d'alliage de titane à haute résistance pour les composants structurels aérospatiaux et automobiles.
La société possède des lignes de production nationales de transformation en titane, notamment:
Ligne de production de tubes en titane à imprécision d'allemand (capacité de production annuelle: 30 000 tonnes);
Ligne de roulement en feuille de titane de technologie japonaise (le plus mince à 6 μm);
Ligne d'extrusion continue de la tige de titane entièrement automatisée;
Plaque de titane intelligente et moulin à finition à bande;
Le système MES permet le contrôle numérique et la gestion de l'ensemble du processus de production, atteignant une précision dimensionnelle du produit de ± 0,01 μm.
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