Maquinabilidad de laminación en frío de la placa de aleación de titanio TC6
Mar 29, 2024
Identidad y designación de la aleación
TC6 es una aleación martensítica de Ti-Al-Mo-Cr-Fe-Si alfa-beta con la composición nominal Ti-6Al-2,5Mo-1,5Cr-0,5Fe-0,3Si, y la designación figura en GB/T 3620.1, el estándar chino para titanio y aleaciones de titanio. designaciones y composición química. Es una aleación de dos fases tratable térmicamente con el transus beta reportado entre 960 grados C y 1000 grados C dependiendo del contenido intersticial; un valor medido de 975 a 985 grados C es típico de un lingote de producción con alrededor del 0,10 % de oxígeno.
La aleación combina las ventajas habituales del titanio de alta resistencia específica y resistencia a la corrosión con buenas propiedades mecánicas a temperatura ambiente y a temperaturas elevadas- y está clasificada para un servicio de hasta aproximadamente 450 grados C. Las rutas de procesamiento de forjado, fundición, tubos y barras están bien establecidas; El laminado en frío de placas está documentado con menos frecuencia y es el tema de los datos de prueba a continuación.
Ruta del molino para placa TC6
La materia prima de prueba se refundió con arco al vacío triple, se abrió en la región beta y se forjó para formar una losa en la región alfa-beta. Las losas se laminaron en caliente por encima del transus beta para romper la estructura fundida, luego se laminaron a 3,5 mm en el campo alfa-beta, se recocieron y se decaparon. La laminación en frío se llevó a cabo en incrementos sobre la bobina recocida y decapada, con un corte de prueba de 200 mm de la cabeza de la placa después de cada 5% de reducción adicional para que la placa restante pudiera continuar laminándose. El rodamiento se detuvo cuando aparecieron grietas en los bordes o en la superficie.
El recocido entre-pasos es el requisito práctico de esta ruta. Sin recristalización entre pasadas, la densidad de dislocación acumulada aumenta la tensión de flujo hasta que se alcanza el límite de carga del molino o el límite de agrietamiento de la placa, por lo que los límites de reducción publicados solo se aplican a un programa de recocido específico.
Trabajar-Refuerzo de datos
| Reducción de frío | Respuesta observada |
|---|---|
| Hasta aproximadamente el 15% | El límite elástico y de tracción aumenta, el alargamiento disminuye. |
| Alrededor del 27% | Las curvas de fuerza se aplanan; entrada en el rango de deformación difícil |
| 30,3% (máximo alcanzado) | Alargamiento 5,8%; ondulaciones superficiales y convexidad; agrietamiento de bordes; 20 mm de ancho |
El aumento de la resistencia con la reducción es causado por el aumento de la densidad de dislocaciones y el endurecimiento por trabajo asociado, y el aplanamiento de la curva en aproximadamente el 27% es el punto en el que una mayor reducción ya no compra fuerza proporcional. La máxima reducción en frío alcanzada antes del agrietamiento fue del 30,3%, momento en el que el material había perdido la mayor parte de su ductilidad y la placa mostraba defectos visibles en la superficie y los bordes.
Especificaciones para calificar la placa terminada
La placa terminada se solicita según ASTM B265, que fija la química, las propiedades mecánicas mínimas y las tolerancias de espesor para láminas, tiras y placas de titanio. Las pruebas de tracción siguen la norma ASTM E8/E8M; Los cupones de 200 mm utilizados en la prueba son convenientes porque satisfacen el requisito de longitud de agarre de una muestra plana estándar sin cortes adicionales. Cuando la placa se mecaniza posteriormente en piezas tipo barra-, se aplica la norma ASTM B348 al producto de barra. Los elementos intersticiales, en particular el oxígeno, deben mantenerse dentro de las especificaciones, porque el oxígeno aumenta la resistencia y reduce la ductilidad y, por lo tanto, desplaza tanto el transus beta como el límite de laminación en frío.
Guía práctica para fabricantes
Planifique la reducción en frío por pasada a partir de la curva de endurecimiento por trabajo-medida en lugar de los valores manuales para Ti-6Al-4V, ya que las adiciones de Mo y Cr en TC6 cambian la respuesta. Recueza y decapa antes de que la reducción acumulada se acerque al punto de aplanamiento, corta un cupón en cada etapa para rastrear las propiedades y deja de rodar ante la primera señal de agrietamiento en el borde. Cuando la pieza formada requiera una superficie plana, permita el ancho de 20 mm observado en el límite de rodadura y dimensione la placa inicial en consecuencia.
Preguntas frecuentes
Q:¿Cuál es la composición nominal del TC6?
R: Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si, como se indica en GB/T 3620.1.
Q:¿Qué es el transus beta de TC6?
R: El rango informado es de 960 a 1000 grados C dependiendo del contenido intersticial; un valor medido de 975 a 985 grados C es típico.
Q:¿Cuánta reducción en frío puede soportar la placa TC6?
R: En las pruebas de laminación, el máximo alcanzado fue del 30,3%, con una extensión de ancho de 20 mm, un alargamiento de hasta el 5,8% y grietas visibles en los bordes.
Q:¿Por qué se aplana la curva-de endurecimiento por trabajo?
R: La densidad de dislocación satura la contribución de fortalecimiento con una reducción de alrededor del 27%, por lo que una reducción adicional agrega poca resistencia y consume la ductilidad restante.
Q:¿Qué especificación se aplica a la placa terminada?
R: ASTM B265 para láminas, tiras y placas de titanio, con pruebas de tracción según ASTM E8/E8M.
