Titaanisulamite moodustamise tehnoloogia
Roomav vormimine on üks titaanisulamite vormimistehnoloogiatest. See tähendab, et teatud temperatuuril, pärast seda, kui metallleht on tööriista ja stantsi mõjul ideaalse kuju saavutamiseks deformeerunud, hoitakse temperatuur ja koormus konstantsena, nii et tooriku sees toimub pinge lõdvenemine ja elastne deformatsioon. Muutke püsivaks plastiliseks pingeks, kuni jääkpinge ja tagasitõuge on põhimõtteliselt kõrvaldatud ning lõpuks saavutatakse pärast jahutamist ideaalne tooriku kuju.
Roomamise liikumapanevaks jõuks roomamise ajal on rakendatav pinge. Roomamise edenedes elastsuspinge väheneb, nii et vastavalt väheneb sisepinge ja vastavalt väheneb ka rakendatav pinge. Mõned teadlased märkisid, et termilise tõmbe roomeprotsess on õhukeseseinaliste titaanisulamite komposiitide uus vormimisprotsess. Protsess kasutab kuumutusmeetodeid, nagu elektriline takistusküte, et soojendada õhukeseseinalisi metalllehti või profiile enne venitamist ja painutamist termovormimistemperatuurini. Lõpliku kuju kujunemisel püsib temperatuur konstantsena ja materjal hiilib vormi pinna tõmbesuunas. Selle tulemuseks on pinge vähendamine ja pinge lõdvendamine vormitud tooriku sees. Jääkpinge väheneb, vähendades seeläbi osade tagasitõmbumist ja parandades vormimise täpsust. Tutvustatakse uue protsessitehnoloogia uurimisstaatust, protsessi põhimõtet, võtmeseadmeid, töötlemistehnoloogiat, eeliseid ja puudusi. Lõpuks nähakse välja kuumatõmbe-libisemiskomposiitvormimistehnoloogia rakendusvõimalused.
Mõned teadlased märgivad, et titaanisulameid kasutatakse tavaliselt kosmosetööstuses, näiteks kandelennukites, tänu nende suurepärastele mehaanilistele ja korrosiooniomadustele ning suhteliselt kergele kaalule. Titaanisulameid on toatemperatuuril aga kurikuulsalt raske moodustada. Seetõttu kasutatakse titaanisulamist profiilide vormimisel kuumtõmbe-painutus-roomamisvormimise tehnoloogiat, et parandada vormimisjõudlust ja vähendada tagasitõmbumist. Kuumvenituspainutamise ja roomamisvormimise põhimõte seisneb selles, et pärast kuumvenituspainutamise etappi viiakse läbi pingete lõdvestamise etapp, hoides toorikut koos vormiga valitud ooteaja jooksul. Selle eeliseks on madalad jääkpinged ja minimaalne tagasitõuge, sealhulgas odav tööriistad ja hea korratavus. Rooma käitumise iseloomustamiseks kasutati Arrheniuse mudelit ja ABAQUSes loodi termilise tõmbepainde roomedeformatsiooni protsessi lõplike elementide mudel. Lõplike elementide simulatsiooni tulemused näitavad, et jääkpinge väheneb pinge lõdvestamise etapis oluliselt ja madal jääkpinge põhjustab väiksema tagasilöögi. Prognoositavad tagasilöögi väärtused on katsetulemustega hästi kooskõlas. Mõned teadlased märkisid, et roomamine või pinge lõdvestamine on peamine mehhanism, mis vähendab tagasitõmbumist titaanisulamist plaatide kuumvormimisel.
Tänaseni ei ole nende kahe nähtuse erinevusi ja seoseid selgesõnaliselt uuritud. Ti6Al4V sulamiga viidi läbi kõrge temperatuuriga lühiajalised roomamis- ja pingelõõgastustestid. Sulami mikrostruktuuri vaadeldi ülekandeelektronmikroskoobi abil. Uuriti temperatuuri, stressi ja aja mõju roomamis- ja pingelõõgastuskäitumisele. Nende kahe nähtuse vahelisi seoseid ja erinevusi võrreldi roomamise deformatsiooniaja ja deformatsioonikiiruse-aja seoste alusel. Tulemused näitavad, et roomamiskäitumist madalal temperatuuril ja madalal pingel kontrollib aatomi difusioon ning roomekäitumist kõrgel temperatuuril ja kõrgel pingel kontrollib dislokatsiooni libisemine ja roome. Stressi lõdvestuskäitumist kontrollib peamiselt dislokatsiooniga ronimine. Roomamisandmete põhjal ennustatud stressi lõdvestumiskäitumine sobib hästi katsetulemustega.
