4주식 유압 프레스는 높은 압출력과 일정한 속도를 활용하여 심각한 소성 변형을 유도함으로써 TiBw/TA15 미세 구조를 근본적으로 개선합니다. 이 강렬한 변형 공정은 원료 복합재를 고성능 구조 부품으로 전환하는 재료의 내부 구조를 재구성하는 물리적 촉매입니다.
프레스는 세 가지 동시 메커니즘을 통해 복합재를 향상시킵니다. TiB 휘스커의 방향 정렬을 강제하고, 동적 재결정화를 유발하여 매트릭스 결정립 구조를 미세화하며, 삼축 압축 응력을 활용하여 내부 미세 기공을 영구적으로 닫습니다.
미세 구조 변환의 역학
보강재의 방향 정렬
4주식 프레스의 주요 이점은 TA15 매트릭스에 심각한 소성 변형을 가할 수 있다는 것입니다.
이 엄청난 압력 하에서 재료가 흐르면서 단단한 TiB 휘스커(TiBw)는 회전하도록 강제됩니다.
이들은 압출 축을 따라 방향으로 정렬되어 하중 방향으로 재료의 강도를 크게 향상시킵니다.
동적 재결정화를 통한 결정립 미세화
프레스의 높은 에너지 입력과 변형은 티타늄 합금 매트릭스 내에서 동적 재결정화(DRX)라는 현상을 유발합니다.
거칠고 불규칙한 결정립을 유지하는 대신, 매트릭스는 스스로 재구성하도록 강제됩니다.
이는 훨씬 더 미세하고 균일한 결정립 구조를 초래하며, 이는 연성 및 피로 저항성 향상과 직접적으로 관련됩니다.
내부 결함 제거
유압 프레스는 성형 공정 중에 삼축 압축 응력 상태를 생성합니다.
단순 압축과 달리, 이는 여러 방향에서 재료를 함께 밀어 넣어 미세 기공을 효과적으로 분쇄하고 결합되지 않은 영역을 닫습니다.
이는 구조적 무결성을 손상시키는 기공이 없는 조밀하고 매끄러운 야금 인터페이스를 제공합니다.
중요 공정 변수 및 절충
일정한 속도의 필요성
4주식 유압 프레스는 일정한 압출 속도를 유지하는 능력으로 특별히 가치가 있습니다.
속도 변동은 불균일한 변형률을 초래하여 부품 길이에 걸쳐 일관되지 않은 결정립 크기를 유발할 수 있습니다.
속도의 안정성은 동적 재결정화 공정이 전체 부품에 걸쳐 균일하게 유지되도록 보장합니다.
고압 적용의 역할
완전한 밀도를 달성하려면 재료의 자연스러운 흐름 저항을 극복해야 합니다.
압출력이 불충분하면 삼축 응력이 가장 깊은 미세 기공을 완전히 닫기에 충분하지 않을 수 있습니다.
프레스는 밀도 구배 및 결함 제거를 보장하기 위해 지속적이고 높은 톤수의 힘을 전달할 수 있어야 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
특정 응용 분야에 대한 이 공정의 이점을 극대화하려면:
- 비등방성 강도가 주요 초점인 경우: 하중 지지 축을 따라 TiB 휘스커의 방향 정렬을 최대화하기 위해 높은 변형률을 우선시하십시오.
- 피로 저항이 주요 초점인 경우: 일관된 동적 재결정화를 통해 균일하고 미세한 결정립 매트릭스를 보장하기 위해 엄격하게 일정한 압출 속도를 보장하십시오.
높은 힘과 제어된 속도의 조합을 통해 단순히 미세 구조를 받아들이는 것이 아니라 엔지니어링할 수 있습니다.
요약 표:
| 메커니즘 | 유압 프레스의 작용 | 미세 구조에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 보강재 정렬 | 높은 압출력 및 심각한 소성 변형 | TiB 휘스커가 압출 축을 따라 정렬되어 비등방성 강도 향상 |
| 결정립 미세화 | 동적 재결정화(DRX) 유도 | 거친 결정립이 미세하고 균일한 매트릭스로 변환되어 연성 향상 |
| 결함 제거 | 삼축 압축 응력 적용 | 미세 기공 및 기공 폐쇄로 완전한 재료 밀도 보장 |
| 일관성 제어 | 일정한 압출 속도 유지 | 밀도 구배 방지 및 부품 전체에 걸쳐 균일한 결정립 크기 보장 |
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