Analiza rozkładu grubości wytłoczki cylindrycznej ze stopu tytanu Ti6AI4V kształtowanej w podwyższonych temperaturach

• Autorzy: Rękas A. , Latoś T. , Rzeźnik K. , Luty G.

Warianty tytułu

EN

Analysis of thickness distribution in a cylindrical drawpiece from Ti6AI4V titanium alloy formed in elevated temperatures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kształtowanie plastyczne wyrobów powłokowych ze stopu tytanu Ti6AI4V możliwe jest jedynie w podwyższonych temperaturach. Temperatura wytłaczania ma istotny wpływ na właściwości i geometrię wyrobu oraz przebieg procesu. W artykule na podstawie wyników symulacji procesu wytłaczania analizowano wpływ temperatury wytłaczania wyrobów cylindrycznych ze stopu tytanu Ti6AI4V na rozkład odkształceń oraz zmianę grubości ścianki wytłoczki. Obliczenia numeryczne zostały wykonane z zastosowaniem oprogramowania eta/DYNAFORM 5.9 z solverem LS-Dyna, które oparte jest na metodzie elementów skończonych (MES). Dane materiałowe oraz warunki i parametry procesu wytłaczania zostały wyznaczone empirycznie. Opracowano model materiałowy wyznaczając krzywą umocnienia i krzywą odkształceń granicznych. Ponadto, zdefiniowano wartości współczynników anizotropii płaskiej w trzech kierunkach. Obliczenia wytłaczania wyrobów cylindrycznych ze stopu tytanu Ti6AI4V wykonano dla stałej wartości współczynnika wytłaczania oraz geometrii narzędzi. Badano wpływ temperatury kształtowania na rozkład odkształceń oraz ich poziom w odniesieniu do krzywej odkształceń granicznych (KOG). Wyznaczono temperaturę 400 i 600 °C„ w której uzyskano wytłoczkę bez wad. Analizowano wpływ temperatury na rozkład grubości wzdłuż tworzącej wytłoczki. Najmniejsze pocienienie w otrzymano prowadząc proces wytłaczania w temperaturze 500 °C.

EN

A process of forming shell elements from Ti6AI4V titanium alloy is possible only in elevated temperatures. Temperature in which stamping is carried out has a significant influence on parameters and geometry of a product and a course of the whole process. In the article the influence of temperature on the distribution of strain and wall thickness of cylindrical elements from titanium alloy Ti6AI4V was analysed. The analysis was based on numerical simulations performed in eta/Dynaform 5.9 with LS-Dyna solver which is based on the Finite Element Method (FEM). The data concerning the material, conditions and parameters in the stamping process were empirically determined. The material model was defined on the basis of a work-hardening curve and a forming limit curve. What is more, values of piane anisotropy factor in three various directions were also determined. The simulations were performed using a constant value of Limit Drawing Ratio (LRD) and geometry of tools. The influence of temperature of the process out on the distribution of deformation and its degree in relation to the forming limit curve. Temperatures 400 and 600 °C were determined as temperatures in which the drawpieces were free from defects. The influence of the temperature on thickness distribution was also analysed. The least thinning was obsened in stamping performed in 500 °C.

Słowa kluczowe

PL

wytłaczanie; stopy tytanu; obliczenia numeryczne; metoda elementów skończonych; MES

EN

stamping; titanium alloys; numerical simulations; finite elements method; FEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 59, nr 12
• Strony: 616--621
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Rękas A.

• AGH Akademia Górniczo Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Latoś T.

• AGH Akademia Górniczo Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Rzeźnik K.

• Polskie Zakłady Lotnicze Sp. z o.o., 39-300 Mielec

autor

Luty G.

• Polskie Zakłady Lotnicze Sp. z o.o., 39-300 Mielec

Bibliografia

• 1. Kotkunde N. et al.: Failure and formability studies in warm deep drawing of Ti-6AI-4V alloy. Materials and Design, 2014, pp. 540-547.
• 2. Park J., Kim J., Park N., Kim Y: Metal, and Mater. Trans. A 2010, vol. 41, p. 97.
• 3. Boyer R., Welsch G, Collings E. W.: Materials Properties Handbook: Titanium Alloys, ASM International, Materials Park, OH, 1994.
• 4. Park N. et al.: Drawability of Ti-6AI-4V Sheet at Elevated Temperatures. Materials Science Forum 2010, vols. 654-656, pp. 902-905.
• 5. Adamus J.: Tytan i jego stopy jako materiał stosowany na elementy tłoczone. Inżynieria Materiałowa 2009, nr 5.
• 6. Muzykiewicz W., Rękas A., Major R., Major B., Kustosz R.: Tłoczenie elementów komory sztucznego serca z blachy tytanowej. Rudy Metale 2006, t. 51, nr 4, s. 212-218.
• 7. Adamus i.: Analiza kształtowania wyrobów tytanowych metodami obróbki plastycznej na zimno. Wydaw. Polit. Częstochowskiej 2010.
• 8. Chen F. K, Chiu K. H.: Stamping formability of pure titanium sheets. Journal of Materials Processing Technology 2005, vol. 170, pp. 181-186.
• 9. Torng Ch., Huang Ch., Chang H. M.: Springback analysis of Ti6AI4V in hydroforming process for aerospace sheet metal parts. Metal Forming, 2008, vol. 1, pp. 288-292.