但凡涉及制造执行业务,自然就成为MES系统的应用主场,像烟草行业MES系统运维管理、轧钢行业MES系统生产计划排程执行与监控管理等。而在TC2钛合金大规格热轧板材工艺中亦有MES广泛的应用空间。但从化学与物理学工艺角度看,TC0合金热轧板材的研制并非易事,需要经过科学、研究的试验,方可大批量生产。下面请随笔者一起了解此间详情。

TC2钛合金大规格热轧板材的研制
TC2合金是一种低强度、高塑性近α型钛合金,含有4%α(质量分数)稳定元素Al和1.5%β稳定元素Mn。合金在室温平衡状态下由α相和少量β相组成,β相的含量一般为2%~4%。该合金具有良好的工艺塑性、焊接性能和热稳定性,在航空航天工业中获得了广泛应用,尤其是大规格TC2合金板可以减少焊缝数量,在航空工业中更具迫切性。
TC2合金板用作国产飞机零件时是采用冷成形,在成形过程中对它的各向异性提出了较高的要求,以防止在冷变形过程中出现变形不均的问题。钛是一种滑移系较少,对称性较差的密排六方金属。在板材轧制过程中极易形成织构而导致各向异性。
科研人员采用新的热轧工艺,在2800mm热轧机上制备出4mm×2500mm×1900mm的大规格TC2合金板。采用该技术制备的大规格TC2合金板材板型均匀,表面质量良好,有效地消除了板材的各向异性。
合金利用真空自耗电弧炉熔炼,采用一次真空、二次充氩熔炼工艺,制备出TC2的成品铸锭,其相变点为975℃±10℃。铸锭在大吨位快锻机上锻造成厚度为200mm的板坯,利用2800mm热轧机经三火轧制成4mm厚TC2板材。

热轧工艺生产车间
实验采用160mm厚TC2板坯,在3种不同厚度进行换向热轧,其他工艺均相同,最后比较板材表面特性及力学性能。工艺制度:工艺1纵横向变形比分别为75%和90%。工艺2纵横向变形比分别为84%和84%。工艺3纵横向变形比分别为90%和75%。经酸洗后加工成拉伸试样,室温拉伸试验在MTS试验机上进行,金相组织观察在奥林巴斯[微博]显微镜上。试验结果如下:
(1)采用热轧工艺2在两相区轧制大规格TC2合金板,得到的板材具有细小、均匀的等轴组织。
(2)采用热轧工艺2进行热轧可获得均匀的组织及较好的室温强度和塑性匹配,横、纵向性能均匀一致,利于后续板材使用。
(3)采用热轧工艺1、3进行热轧也可获得较好的室温强度和塑性匹配,但金相组织存在部分条状组织,横、纵向性能存在较大差异。
乾元坤和MES系统
针对上述TC2合金大规格热轧板材的研制的各类物理和化学反应流程,乾元坤和定制开发的MES系统完全可以提供热轧生产过程控制,如加热、轧制、检验等,这些均是MES系统中TC2合金热轧工艺路线管理的重点。同时,乾元坤和MES系统还可对质量进行跟踪,以期及时准确地帮助企业进行质量判定和返工准备。总之,MES系统确保企业能够按时、按质、按量生产交付优质的TC2合金板材。
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