การใช้แผ่นไทเทเนียมในโรงไฟฟ้าในมหาสมุทร

แผ่นไทเทเนียม Gr17มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศและสาขาอื่นๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะสูง และความต้านทานการคืบ โลหะผสมไททาเนียมมีลักษณะความเหนียวต่ำ ความต้านทานการเปลี่ยนรูปสูง และแอนไอโซโทรปีที่ชัดเจน ดังนั้นโลหะผสมไททาเนียมจึงมีความไวต่อพารามิเตอร์กระบวนการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนมาก

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการจำลองในด้านการประมวลผลความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียม

แผ่นไทเทเนียม Gr17 มักต้องใช้การประมวลผลด้วยความร้อนในพื้นที่เฟสเดียวหรือสองเฟสเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติบางอย่าง การเลือกพารามิเตอร์การประมวลผลด้วยความร้อนมีผลกระทบสำคัญต่อคุณสมบัติการประมวลผลและโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไทเทเนียม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การวิจัยในประเทศในด้านการประมวลผลทางความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียมได้เพิ่มมากขึ้น และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการจำลองความร้อนและเทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขในกลไกการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนและวิวัฒนาการโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไทเทเนียมมีความโดดเด่นเป็นพิเศษ

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีจำลองความร้อนโดยทั่วไป

นักวิชาการหลายคนได้ทำการทดลองการเปลี่ยนรูปแบบการบีบอัดด้วยความร้อนกับโลหะผสมไทเทเนียมประเภทต่างๆ โดยใช้เครื่องทดสอบจำลองทางความร้อน/ทางกล และได้รับกราฟความเค้นการไหลของวัสดุ ซึ่งก็คือ ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียด กราฟความเค้นไหลสะท้อนถึงความสัมพันธ์ภายในระหว่างความเค้นไหลและพารามิเตอร์กระบวนการเปลี่ยนรูป และในขณะเดียวกัน ยังเป็นการแสดงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของวัสดุด้วยตาเปล่าอีกด้วย ซู เหวินเฉิน และคณะ ทำการทดสอบการเปลี่ยนรูปแบบการบีบอัดด้วยอัตราความเครียดคงที่บนเครื่องจำลองความร้อนเพื่อศึกษาพฤติกรรมการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนแบบไดนามิกของโลหะผสมไททาเนียม TA15 คำนวณพลังงานกระตุ้นการเปลี่ยนรูป Q ของวัสดุ และสังเกตโครงสร้างการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อน การตกผลึกซ้ำแบบไดนามิกเป็นกลไกการอ่อนตัวหลักในบริเวณเฟส ในขณะที่การฟื้นตัวแบบไดนามิกเป็นกลไกการอ่อนตัวหลักในบริเวณเฟส

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขโดยทั่วไป

เนื่องจากเทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขช่วยให้สามารถทำซ้ำกระบวนการประมวลผลทางความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียมบนคอมพิวเตอร์ ผู้ผลิตและนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์จึงใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์กระบวนการในอุดมคติกับโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติทางกลที่สอดคล้องกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตในปัจจุบัน วัตถุประสงค์ในการลดต้นทุนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ กระบวนการใหม่ และวัสดุใหม่ Shao Hui และคณะ ศึกษาวิวัฒนาการเฟสของโลหะผสมไททาเนียม TC21 ที่มีโครงสร้างลาเมลลาร์ระหว่างการตีขึ้นรูปในพื้นที่สองเฟส ซอฟต์แวร์ DEFORM ใช้เพื่อจำลองและวิเคราะห์กฎการเปลี่ยนแปลงของสนามอุณหภูมิและสนามความเครียดในกระบวนการตีขึ้นรูป และวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเฟสในเชิงปริมาณ ยิ่ง Feret Ratio มีขนาดเล็ก รูปร่างก็จะมีลักษณะเป็นทรงกลม ผลการวิจัยพบว่าสนามความเครียดและสนามอุณหภูมิส่งผลต่อวิวัฒนาการของเฟสแผ่น ภายใต้สภาวะความเครียดที่ต่ำกว่า อุณหภูมิของขอบของวัสดุการตีขึ้นรูปจะลดลงอย่างรวดเร็ว การตกผลึกซ้ำก็เพียงพอแล้ว และอุณหภูมิที่ศูนย์กลางของวัสดุการตีขึ้นรูปจะสูงขึ้น

การศึกษาแบบจำลองวิวัฒนาการโครงสร้างจุลภาค

ความหลากหลายของโครงสร้างจุลภาคของแผ่นไทเทเนียม Gr17 นั้นสัมพันธ์กับกระบวนการผลิตหลายกระบวนการของโลหะผสมไทเทเนียมและความหลากหลายของแต่ละกระบวนการ การเชื่อมต่อที่ซับซ้อนนี้กำหนดว่าเป็นการยากที่จะคาดการณ์และควบคุมโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของโลหะผสมไทเทเนียมด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม ด้วยการพัฒนาของคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการจำลองเชิงตัวเลขของโครงสร้างจุลภาคได้กลายเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการได้รับความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างอิทธิพลของพารามิเตอร์กระบวนการหลักที่มีต่อขนาดมหภาคและโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานขึ้นรูปร้อน การใช้เทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขเพื่อสร้างกระบวนการวิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาคไม่เพียงแต่จะทำให้เข้าใจกลไกของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ส่งเสริมการพัฒนาทฤษฎีที่มีอยู่ แต่ยังปรับปรุงโครงสร้างของวัสดุและเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเตรียมวัสดุ เพื่อให้ได้ คุณสมบัติทางกลที่คาดหวังของวัสดุ

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการลองผิดลองถูกแบบดั้งเดิม การใช้เทคโนโลยีการจำลองเป็นวิธีการวิจัยและพัฒนาสามารถลดระยะเวลาการพัฒนา ลดต้นทุนการผลิต และเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและเพิ่มผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ . เนื่องจากราคาที่สูงและวงจรการผลิตที่ยาวนานของโลหะผสมไททาเนียม การวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการผลิตจึงจำเป็นต้องมีเทคโนโลยีการจำลองอย่างเร่งด่วนเพื่อเปิดทางลัดให้กับมัน และเอาชนะปัญหาของช่วงอุณหภูมิการประมวลผลความร้อนที่แคบและความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนและหลากหลายระหว่างโครงสร้างกระบวนการ- ผลงาน.

ทั้งในและต่างประเทศ เทคโนโลยีการจำลองความร้อนและเทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขถูกนำมาใช้เพื่อดำเนินงานวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับกลไกการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนและวิวัฒนาการโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไทเทเนียม ปรับปรุงบทบาทและผลกระทบของคุณภาพผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อมูลประสิทธิภาพของวัสดุที่ไม่ถูกต้อง ความจริงที่ว่าเงื่อนไขขอบเขตและพารามิเตอร์แรงเสียดทานนั้นยากที่จะใกล้เคียงกับความเป็นจริง และการศึกษาตัวแปรมหภาคไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคและปัจจัยอื่น ๆ จึงมีข้อผิดพลาดบางประการในผลลัพธ์การจำลอง เมื่อเทียบกับการผลิตจริง

ในอนาคต การวิจัยเกี่ยวกับกลไกการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนและวิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไททาเนียมจะต้องผสมผสานเทคโนโลยีการจำลองทางกายภาพและเทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งสอดคล้องกับกระบวนการผลิตจริงมากขึ้น และจับคู่กับโครงสร้างจุลภาค แบบจำลองวิวัฒนาการเพื่อมุ่งมั่นเพื่อให้ได้ผลการจำลอง ไม่เพียงแต่เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการผลิตที่ไซต์งานเท่านั้น แต่ยังช่วยแนะนำกระบวนการที่ไซต์งานในเชิงปริมาณ และในที่สุดก็บรรลุวัตถุประสงค์ของการติดตามกระบวนการเปลี่ยนรูปและการควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์แบบเรียลไทม์