کاربرد صفحات تیتانیوم در نیروگاه های اقیانوسی
صفحه تیتانیوم Gr17به دلیل خواص عالی مانند چگالی کم، مقاومت ویژه بالا و مقاومت در برابر خزش، به طور گسترده در هوافضا و سایر زمینه ها استفاده شده است. آلیاژ تیتانیوم دارای ویژگی های شکل پذیری کم، مقاومت در برابر تغییر شکل بالا و ناهمسانگردی آشکار است، بنابراین آلیاژ تیتانیوم به پارامترهای فرآیند تغییر شکل حرارتی بسیار حساس است.
کاربرد فناوری شبیه سازی در زمینه پردازش حرارتی آلیاژ تیتانیوم
ورق تیتانیوم Gr17 معمولاً برای به دست آوردن محصولاتی با ساختار و خواص خاص نیاز به پردازش حرارتی در منطقه تک فاز یا دو فاز دارد. انتخاب پارامترهای پردازش حرارتی تأثیر مهمی بر خواص پردازش و ریزساختار آلیاژهای تیتانیوم دارد. در سالهای اخیر، تحقیقات داخلی در زمینه پردازش حرارتی آلیاژهای تیتانیوم افزایش یافته است و استفاده از فناوری شبیهسازی حرارتی و فناوری شبیهسازی عددی در مکانیسم تغییر شکل حرارتی و تکامل ریزساختار آلیاژهای تیتانیوم بهویژه برجسته است.
کاربرد معمولی فناوری شبیه سازی حرارتی
بسیاری از محققان آزمایشهای تغییر شکل تراکم حرارتی را بر روی انواع مختلف آلیاژهای تیتانیوم با استفاده از ماشینهای آزمایش شبیهسازی حرارتی/مکانیکی انجام دادهاند و منحنی تنش جریان ماده، یعنی رابطه تنش-کرنش را به دست آوردهاند. منحنی تنش جریان، رابطه درونی بین تنش جریان و پارامترهای فرآیند تغییر شکل را منعکس میکند و در عین حال، تجلی ماکروسکوپی تغییر ساختار داخلی ماده است. خو ونچن و همکاران برای مطالعه رفتار تغییر شکل حرارتی دینامیکی آلیاژ تیتانیوم TA15، یک آزمایش تغییر شکل فشاری نرخ کرنش ثابت بر روی یک شبیهساز حرارتی انجام داد، انرژی فعالسازی تغییر شکل Q ماده را محاسبه کرد و ساختار تغییر شکل حرارتی را مشاهده کرد. تبلور مجدد دینامیکی مکانیزم اصلی نرم شدن در ناحیه فاز است، در حالی که بازیابی دینامیکی مکانیسم اصلی نرم کننده در ناحیه فاز است.
کاربرد معمولی فناوری شبیه سازی عددی
از آنجایی که فناوری شبیهسازی عددی فرآیند پردازش حرارتی آلیاژ تیتانیوم را قادر میسازد تا در رایانه بازتولید شود، تولیدکنندگان و محققان علمی از این فناوری برای مطالعه رابطه بین پارامترهای فرآیند ایدهآل و ریزساختار و خواص مکانیکی مربوطه استفاده میکنند تا فرآیند تولید فعلی را بهینه کنند. و هدف کاهش هزینه توسعه محصولات جدید، فرآیندهای جدید و مواد جدید است. شائو هوی و همکاران تکامل فاز آلیاژ تیتانیوم TC21 با ساختار لایه ای در طول آهنگری در منطقه دو فازی مورد مطالعه قرار گرفت. برای شبیه سازی و تحلیل قانون تغییر میدان دما و میدان کرنش در فرآیند آهنگری و تحلیل کمی تغییر شکل فاز از نرم افزار DEFORM استفاده شد. هر چه نسبت فرت کوچکتر باشد، شکل کروی است. نتایج نشان میدهد که میدان کرنش و میدان دما بر تکامل فاز ورق تأثیر میگذارند. در شرایط کرنش کمتر، دمای لبه مواد آهنگری به سرعت کاهش مییابد، تبلور مجدد کافی است و دمای مرکز مواد آهنگری بالاتر است.
مطالعه شبیه سازی در مورد تکامل ریزساختار
تنوع ریزساختار صفحه تیتانیوم Gr17 به طور منظم با فرآیند تولید چند فرآیندی آلیاژ تیتانیوم و تنوع هر فرآیند مرتبط است. این اتصال پیچیده تعیین می کند که پیش بینی و کنترل ریزساختار و خواص آلیاژهای تیتانیوم با روش های سنتی دشوار است. با توسعه کامپیوتر و فناوری شبیهسازی عددی در سالهای اخیر، روش شبیهسازی عددی ریزساختار به ابزاری قدرتمند برای بهدست آوردن رابطه کمی بین تأثیر پارامترهای فرآیند اصلی بر ساختار ماکروسکوپی و ریزساختار قطعههای کار شکلدهی گرم تبدیل شده است. استفاده از فناوری شبیهسازی عددی برای بازتولید فرآیند تکامل ریزساختار نه تنها میتواند درک مکانیسم تغییر ساختار را عمیقتر کند، توسعه نظریههای موجود را ارتقا دهد، بلکه ساختار مواد را بهبود بخشد و فرآیند آمادهسازی مواد را بهینه کند تا به دست آید. خواص مکانیکی مورد انتظار مواد
در مقایسه با روش سنتی آزمون و خطا، استفاده از فناوری شبیه سازی به عنوان یک روش تحقیق و توسعه می تواند چرخه توسعه را کوتاه کند، هزینه های تولید را کاهش دهد و فرآیند تولید را بهینه کند تا به هدف بهبود راندمان تولید و افزایش منافع اقتصادی دست یابد. . با توجه به قیمت بالا و چرخه تولید طولانی آلیاژ تیتانیوم، تحقیق در مورد فرآیند تولید آن نیاز فوری به فناوری شبیه سازی دارد تا میانبرهایی را برای آن باز کند و بر مشکلات محدوده دمایی پردازش حرارتی باریک و رابطه پیچیده و متنوع بین فرآیند-ساختار- غلبه کند. عملکرد
در داخل و خارج از کشور، فناوری شبیهسازی حرارتی و فناوری شبیهسازی عددی برای انجام کارهای تحقیقاتی زیادی در مورد مکانیسم تغییر شکل حرارتی و تکامل ریزساختار آلیاژهای تیتانیوم مورد استفاده قرار گرفتهاند. بهبود نقش و تاثیر کیفیت محصول. با این حال، با توجه به اطلاعات نادرست عملکرد مواد، این واقعیت که شرایط مرزی و پارامترهای اصطکاک نزدیک به واقعیت هستند و مطالعه متغیرهای ماکروسکوپی شامل تغییرات ریزساختار و سایر عوامل نمیشود، خطاهای خاصی در نتایج شبیهسازی وجود دارد. در مقایسه با تولید واقعی
در آینده، تحقیق در مورد مکانیسم تغییر شکل حرارتی و تکامل ریزساختار آلیاژهای تیتانیوم باید به طور ارگانیکی فنآوری شبیهسازی فیزیکی و فناوری شبیهسازی عددی را برای ایجاد یک مدل المان محدود ماکروسکوپی که بیشتر مطابق با فرآیند تولید واقعی باشد، ترکیب کرده و آن را با ریزساختار ترکیب کند. مدل تکاملی برای تلاش برای نتایج شبیهسازی این نه تنها می تواند یک مبنای نظری برای تولید در محل فراهم کند، بلکه به طور کمی فرآیند در محل را هدایت می کند و در نهایت به هدف ردیابی به موقع فرآیند تغییر شکل و کنترل کیفیت محصول دست می یابد.
