Tehnologija oblikovanja titanove zlitine
Lezeče oblikovanje je ena od tehnologij oblikovanja titanovih zlitin. To pomeni, da se pri določeni temperaturi, potem ko se kovinska pločevina deformira pod delovanjem orodja in matrice, da dobi idealno obliko, temperatura in obremenitev ohranjata konstantni, tako da pride do sprostitve napetosti znotraj obdelovanca in do elastične deformacije. Preoblikovanje v trajno plastično deformacijo, dokler sta zaostala napetost in vzmetni povratni učinek v bistvu odpravljena, po ohlajanju pa končno dobimo idealno obliko obdelovanca.
Gonilna sila za lezenje med oblikovanjem lezenja je uporabljena napetost. Z napredovanjem lezenja se elastična napetost zmanjšuje, tako da se notranja napetost ustrezno zmanjša, uporabljena napetost pa se ustrezno zmanjša. Nekateri raziskovalci so poudarili, da je postopek termičnega nateznega lezenja nov postopek oblikovanja kompozitov iz tankostenskih titanovih zlitin. Postopek uporablja metode ogrevanja, kot je ogrevanje z električnim uporom, za segrevanje tankostenskih kovinskih plošč ali profilov na temperaturo termoformiranja pred raztezanjem in upogibanjem. Ko se oblikuje končna oblika, temperatura ostane konstantna in material polzi v natezni smeri površine kalupa. Posledica tega je zmanjšanje napetosti in sproščanje napetosti znotraj oblikovanega obdelovanca. Preostala napetost se zmanjša, s čimer se zmanjša vzmetenje delov in izboljša natančnost oblikovanja. Predstavljen je status raziskav, princip procesa, ključna oprema, tehnologija obdelave, prednosti in slabosti nove procesne tehnologije. Nazadnje so raziskane možnosti uporabe kompozitne tehnologije vročega vlečenja in lezenja.
Nekateri raziskovalci poudarjajo, da se titanove zlitine zaradi svojih odličnih mehanskih in korozijskih lastnosti ter sorazmerno majhne teže pogosto uporabljajo v vesoljskih aplikacijah, kot so nosilna letala. Vendar je znano, da je titanove zlitine težko oblikovati pri sobni temperaturi. Zato se pri oblikovanju profilov iz titanove zlitine uporablja tehnologija vročega vlečenja z upogibanjem in lezenjem, da se izboljša zmogljivost oblikovanja in zmanjša vzmetni povratni učinek. Načelo vročega razteznega upogibanja in lezenja je, da se po stopnji vročega razteznega upogibanja izvede stopnja sprostitve napetosti, tako da se obdelovanec zadrži s kalupom za izbrani čas zadrževanja. To ima prednosti nizkih preostalih napetosti in minimalne vzmeti, vključno s poceni orodjem in dobro ponovljivostjo. Za karakterizacijo obnašanja pri lezenju je bil uporabljen Arrheniusov model, v ABAQUS pa je bil vzpostavljen model končnih elementov za proces deformacije pri termičnem nateznem upogibu. Rezultati simulacije končnih elementov kažejo, da se preostala napetost med fazo sprostitve napetosti močno zmanjša, nizka preostala napetost pa povzroči manjši vzmetni povrat. Predvidene odbojne vrednosti se dobro ujemajo z eksperimentalnimi rezultati. Nekateri raziskovalci so poudarili, da je lezenje ali sprostitev napetosti glavni mehanizem za zmanjšanje vzmeti med vročim oblikovanjem plošč iz titanove zlitine.
Do danes razlike in povezave med tema dvema pojavoma niso bile eksplicitno raziskane. Na zlitini Ti6Al4V so bili izvedeni visokotemperaturni kratkotrajni testi lezenja in sprostitve napetosti. Mikrostrukturo zlitine smo opazovali s transmisijskim elektronskim mikroskopom. Preučeni so bili učinki temperature, napetosti in časa na obnašanje pri lezenju oziroma sprostitvi napetosti. Korelacije in razlike med obema pojavoma so bile primerjane na podlagi odnosov lezenje-čas in hitrost deformacije-čas. Rezultati kažejo, da lezenje pri nizki temperaturi in nizki napetosti nadzira atomska difuzija, lezenje pri visoki temperaturi in visoki obremenitvi pa nadzorujeta dislokacijski zdrs in lezenje. Vedenje sproščanja stresa je v glavnem nadzorovano s plezanjem po dislokacijah. Obnašanje sprostitve napetosti, predvideno iz podatkov o lezenju, se dobro ujema z eksperimentalnimi rezultati.
