Ti-B25 टाइटेनियम मिश्र धातु ट्यूब एक्सट्रूज़न की प्रक्रिया अनुकूलन और प्रदर्शन विश्लेषण

जहाज संचार प्रणालियों में Ti-B25 टाइटेनियम मिश्र धातु के अनुप्रयोग में तेजी लाने के लिए, इस अध्ययन में प्रारंभिक चरण में स्थापित संवैधानिक समीकरण और हॉट वर्किंग आरेख द्वारा अनुकूलित प्रक्रिया मापदंडों के आधार पर 900 डिग्री के विरूपण तापमान और 0.1 s^-1 की विकृति दर की स्थितियों के तहत ट्यूब एक्सट्रूज़न प्रक्रिया का अनुकरण करने के लिए DEFORM-3D परिमित तत्व सॉफ्टवेयर का इस्तेमाल किया गया और वास्तविक एक्सट्रूज़न प्रयोगों के माध्यम से इसे सत्यापित किया गया। परिणाम बताते हैं कि इस प्रक्रिया की स्थिति में, 62 मिमी × 12 मिमी व्यास वाले एक Ti-B25 टाइटेनियम मिश्र धातु ट्यूब बिलेट को उत्कृष्ट सतह गुणवत्ता और संरचना में पुन: क्रिस्टलीकृत अनाज के साथ सफलतापूर्वक बाहर निकाला गया था। 830 डिग्री / 1h + 600 डिग्री / 8h पर समाधान उम्र बढ़ने के उपचार के बाद, ट्यूब बिलेट ने उत्कृष्ट शक्ति-प्लास्टिसिटी मिलान दिखाया,

I. परिमित तत्व मॉडल निर्माण
1. ज्यामितीय मॉडल
चित्र 1 में एक्सट्रूडेड बिलेट और डाई का योजनाबद्ध आरेख दिखाया गया है। बिलेट, एक्सट्रूज़न सिलेंडर और एक्सट्रूज़न रॉड का त्रि-आयामी मॉडल सॉलिडवर्क्स सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके बनाया गया था और इसे एक STL फ़ाइल में परिवर्तित किया गया था जिसे DEFORM-3D सॉफ़्टवेयर द्वारा पहचाना जा सकता है।

गणना दक्षता में सुधार करने के लिए, सिमुलेशन प्रक्रिया की सटीकता और अभिसरण सुनिश्चित करने के लिए ट्यूब का केवल 1/4 भाग ही बारीक बनाया गया (चित्र 2 देखें)।

2. संवैधानिक मॉडल
Ti-B25 टाइटेनियम मिश्र धातु के उच्च तापमान विरूपण व्यवहार पर पिछले अध्ययन के आधार पर, यह सिमुलेशन एक विशिष्ट संवैधानिक समीकरण का उपयोग करता है (विशिष्ट सूत्र यहां छोड़ा गया है और एक तस्वीर के रूप में प्रदर्शित किया गया है), जो विभिन्न तापमानों और तनाव दरों पर सामग्री के रियोलॉजिकल व्यवहार का सटीक वर्णन करता है।

3. पैरामीटर सेटिंग
Ti-B25 टाइटेनियम मिश्र धातु के थर्मल प्रसंस्करण आरेख के अनुसार, विरूपण तापमान 900 डिग्री के रूप में चुना जाता है और तनाव दर 0.1 s^-1 है। इसी समय, बिलेट और डाई के बीच घर्षण गुणांक 0.3 पर सेट किया जाता है और थर्मल चालकता 5 पर सेट की जाती है। सिमुलेशन प्रक्रिया 0.5 मिमी के चरण आकार, कुल 600 चरणों का उपयोग करती है, और सिमुलेशन परिणामों की संपूर्णता सुनिश्चित करने के लिए डेटा को हर 2 चरणों में सहेजा जाता है।

II. सिमुलेशन परिणाम और विश्लेषण
1. तनाव क्षेत्र विश्लेषण
चित्र 3 एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान विभिन्न चरणों में Ti-B25 टाइटेनियम मिश्र धातु ट्यूब बिलेट्स के तनाव क्षेत्र वितरण को दर्शाता है। प्रारंभिक चरण में, बड़ा तनाव ट्यूब के सिर और पूंछ पर केंद्रित होता है; जैसे-जैसे एक्सट्रूज़न आगे बढ़ता है, सामने का छोर एक्सट्रूज़न बैरल में प्रवेश करने के बाद तनाव काफी बढ़ जाता है, और साइज़िंग बेल्ट से गुजरने के बाद तनाव जल्दी से निकल जाता है। अधिकतम समतुल्य तनाव एक्सट्रूज़न बैरल डाई की त्रिज्या पर दिखाई देना जारी रखता है।

2. तनाव क्षेत्र विश्लेषण
चित्र 4 में एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान तनाव क्षेत्र में होने वाले परिवर्तनों को दर्शाया गया है। प्रारंभिक तनाव छोटा होता है, और जैसे ही ट्यूब साइज़िंग बेल्ट से गुज़रती है, तनाव तेज़ी से बढ़ता है, ख़ास तौर पर साइज़िंग बेल्ट की त्रिज्या पर, जिससे विरूपण मृत क्षेत्र का निर्माण करना आसान होता है, और इस पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

3. तापमान क्षेत्र विश्लेषण
चित्र 5 एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान तापमान क्षेत्र वितरण को दर्शाता है। प्रारंभिक चरण में, ट्यूब बिलेट की सतह गर्मी विनिमय के कारण ठंडी हो जाती है, और प्लास्टिक विरूपण कार्य के ऊष्मा ऊर्जा में रूपांतरण के कारण विरूपण भाग गर्म हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर असमान तापमान क्षेत्र होता है। उच्चतम और निम्नतम तापमान अंतर 170 डिग्री है, यह दर्शाता है कि विरूपण तापमान को सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता है और डाई डिज़ाइन को अनुकूलित करने की आवश्यकता है।

III. ट्यूब एक्सट्रूज़न प्रयोग
1. सतह गुणवत्ता मूल्यांकन
प्रयोग में एक्सट्रूज़न के लिए विरूपण तापमान 900 डिग्री, तनाव दर 0.1 s^-1, और एक्सट्रूज़न गति 50 मिमी/सेकंड के मापदंडों का उपयोग किया जाता है। जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, एक्सट्रूडेड ट्यूब में उच्च सीधापन और चिकनी सतह होती है, लेकिन अचानक तापमान में गिरावट और अस्थिर विरूपण के कारण सामने के छोर पर थोड़ी खामियां होती हैं, जो एक सामान्य घटना है।

2. कमरे के तापमान के यांत्रिक गुण
ठोस समाधान उम्र बढ़ने उपचार के माध्यम से, Ti-B25 टाइटेनियम मिश्र धातु ट्यूब उत्कृष्ट शक्ति-प्लास्टिसिटी मिलान दिखाता है, जहाज एंटीना ट्यूबों की सख्त आवश्यकताओं को पूरा करता है। यह परिणाम संख्यात्मक सिमुलेशन की सटीकता और प्रक्रिया मापदंडों की तर्कसंगतता को सत्यापित करता है।