טכנולוגיה ליצירת סגסוגת טיטניום

יצירת זחילה היא אחת מהטכנולוגיות ליצירת סגסוגת טיטניום. זה אומר שבטמפרטורה מסוימת, לאחר שיריעת המתכת מעוותת תחת פעולת הכלי ומתה כדי לקבל את הצורה האידיאלית, הטמפרטורה והעומס נשמרים קבועים, כך שמתרחשת הרפיית מתח בתוך חומר העבודה ומתרחשת מתח אלסטי. הפוך למתיחה פלסטית קבועה עד לביטול הלחץ והקפיצה האחורי בעצם, ולבסוף מתקבלת צורת העבודה האידיאלית לאחר הקירור.
הכוח המניע לזחילה במהלך יצירת זחילה הוא הלחץ המופעל. ככל שהזחילה מתקדמת, המתח האלסטי פוחת, כך שהמתח הפנימי יורד בהתאם, והמתח המופעל יורד בהתאם. כמה חוקרים ציינו שתהליך זחילת מתיחה תרמית הוא תהליך היווצרות חדש עבור חומרים מרוכבים מסגסוגת טיטניום דקים. התהליך משתמש בשיטות חימום כגון חימום התנגדות חשמלית לחימום יריעות מתכת דקיקות או פרופילים לטמפרטורות תרמופורמינג לפני מתיחה וכיפוף. כאשר הצורה הסופית נוצרת, הטמפרטורה נשארת קבועה והחומר זוחל לכיוון המתיחה של משטח התבנית. זה גורם להפחתת מתח ולהרגעת מתח בתוך חומר העבודה שנוצר. מתח שיורי מופחת, ובכך מפחית קפיצה לאחור של חלקים ומשפר את דיוק היצירה. מוצגים סטטוס המחקר, עקרון התהליך, ציוד המפתח, טכנולוגיית העיבוד, היתרונות והחסרונות של טכנולוגיית התהליך החדשה. לבסוף, צפויים סיכויי היישום של טכנולוגיית יצירת מרוכבים של ציור-זחילה חם.
כמה חוקרים מציינים כי סגסוגות טיטניום נמצאות בשימוש נפוץ ביישומי תעופה וחלל, כגון שלדות מטוסים, בשל תכונות המכאניות והקורוזיה המצוינות שלהן ומשקלן הקל יחסית. עם זאת, ידוע לשמצה שקשה ליצור סגסוגות טיטניום בטמפרטורת החדר. לכן, ביצירת פרופילי סגסוגת טיטניום, נעשה שימוש בטכנולוגיית יצירת קריפ בכיפוף משיכה חמה כדי לשפר את ביצועי הצורה ולהפחית קפיצה חזרה. העיקרון של כיפוף מתיחה חמה ויצירת זחילה הוא שלאחר שלב כיפוף המתיחה החמה, מתבצע שלב הרפיית מתח על ידי שמירת חומר העבודה עם התבנית למשך זמן שהייה נבחר. יש לזה את היתרונות של מתח שיורי נמוך וקפיצה מינימלית, כולל כלי עבודה זולים וחזרה טובה. מודל Arrhenius שימש לאפיון התנהגות הזחילה, וב-ABAQUS הוקם מודל אלמנטים סופיים של תהליך כיפוף מתיחה תרמית. תוצאות הדמיית אלמנטים סופיים מראות שהמתח השיורי מופחת מאוד בשלב הרפיית המתח, ומתח שיורי נמוך מביא לקפיצה חזרה קטנה יותר. ערכי הריבאונד החזויים תואמים היטב את תוצאות הניסוי. כמה חוקרים ציינו כי זחילה או הרפיית מתח הם המנגנון העיקרי להפחתת החזרה במהלך היווצרות חמה של לוחות סגסוגת טיטניום.
עד כה, ההבדלים והקשרים בין שתי התופעות הללו לא נחקרו במפורש. בדיקות זחילה קצרות טווח והרפיית מתח בטמפרטורה גבוהה נערכו על סגסוגת Ti6Al4V. מבנה המיקרו של הסגסוגת נצפה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת. ההשפעות של טמפרטורה, מתח וזמן על התנהגות זחילה והרפיית מתח נחקרו בהתאמה. המתאמים וההבדלים בין שתי התופעות הושוו בהתבסס על יחסי הזחילה-זמן-מתח וקצב-זמן. התוצאות מראות שהתנהגות הזחילה בטמפרטורה נמוכה ומתח נמוך נשלטת על ידי דיפוזיה אטומית, והתנהגות הזחילה בטמפרטורה גבוהה ומתח גבוה נשלטת על ידי החלקה וזחילה של נקע. התנהגות הרפיית הלחץ נשלטת בעיקר על ידי טיפוס בנקע. התנהגות הרפיית המתח שנחזה מנתוני הזחילה תואמת היטב את תוצאות הניסוי.