翻邊試驗是指用有預加工小孔(小孔直徑規定為擴孔沖頭直徑的30%)的平板坯料進行擴孔。試驗時，將試樣放在凹模與壓邊圈之間壓死，凸模運動，直至孔口邊緣因孔徑擴大而出現裂紋為止。測量此時的最大孔徑和最小孔徑，用來計算極限擴孔率。極限擴孔率λ值是作為鑑定板材翻邊成型性能的一個材料特性值，λ值越大，板材的翻邊性能越好。
基本介紹
- 中文名：翻邊試驗
- 外文名：flange tes
- 評價意義：λ值越大,板材的翻邊性能越好
- 包括：K·W·I擴孔試驗等
- 學科：冶金工程
- 領域：軋制
TC2M鈦合金薄板圓孔翻邊試驗,翻邊成形試驗中的特殊現象,翻邊試驗特異現象的分析,總結,
TC2M鈦合金薄板圓孔翻邊試驗
現代飛行器速度的不斷提高使其蒙皮工作溫度也隨之升高，當飛機以3 倍於音速飛行時，外表蒙皮溫度高達240 ℃～315 ℃，鋁合金已難滿足高速飛行器的技術要求，因此在先進的機體結構中大量採用鈦合金和複合材料，F14、F15 等機種鈦合金占全部結構件的比例均在20 %以上。鈦合金優良的耐蝕性、較高的強度和比強度、良好的高溫力學性能、較高的疲勞抗力等顯著優點使其成為飛行器重要的結構材料。但鈦合金的成形工藝性能明顯地比鋼和鋁合金差，突出表現在:
(1) 由於強度高、厚向異性指數值大，因此成形力大，對成形設備和模具要求高;
(2) 彈性模量值小，常溫下的屈強比高，塑性變形範圍窄小，因此在塑性變形時回彈很大，貼模性非常差；
(3) 彎曲能力差、均勻延伸率不高，所以易破壞；
(4) 受壓穩定性低，僅為一般材料的一半左右，易失穩起皺等。所以鈦合金在室溫下成了公認的難加工材料，對包括翻邊成形在內的鈦合金工藝試驗研究也就成了倍受關注的問題。
翻邊成形試驗中的特殊現象
(1) 突緣底部平面明顯翹曲
翻邊試件在兩個相互垂直的方向上均發生了一定程度的翹曲，使試件的突緣底部平面卸載後變化為雙曲度空間曲面，而對常見金屬板材翻邊成形後的突緣底部應為平面，不存在任何翹曲。
(2) 翻邊孔口部橢圓化
翻邊卸載後的口部由圓形變化為橢圓形狀，形成了明顯的長軸和短軸。這在翻邊成形工藝中也是極為罕見的。
(3) 翻邊孔口部收縮
一般翻邊成形後製件的口部豎邊應該為平直的，而對TC2Mδ0. 8 薄板卻在口部向中心線略微彎曲，形成唇口局部收縮的情況。
翻邊試驗特異現象的分析
厚度為0. 8 的TC2M 鈦合金薄板在翻邊成形卸載後所出現的翹曲、橢圓化和口部收縮現象，原因是多方面的，主要是由材料織構特徵、機械性能、翻邊成形工藝特點和試驗件的幾何尺寸所決定的。
(1) 各向異性:由於軋制板材時晶粒變形的擇優取向，即使高度對稱的立方晶格的板料也會帶有各向異性的性質。大多數鈦板為密排六方晶格，有極為明顯的軋制織構傾向，自然各向異性更為顯著。板面內各向異性會使成形時出現變形和回彈不均勻，這種卸載後回彈量分布的嚴重不均，是造成突緣底部平面翹曲必要的直接因素之一；
(2) 屈強比值高:在常溫下鈦的抗拉強度與屈服強度十分接近， TC2M 板材的屈服強度為620MPa ，抗拉強度為685 MPa ，其屈強比高達0.905 ，因此塑性變形範圍十分窄小。同時彈性模量E 只有107. 9 MPa，因而卸載時回彈量很大，這是造成口部收縮的根本原因，也是突緣底部平面翹曲的直接因素之二；
(3) 回彈造成的內應力較大:由於卸載時變形協調因素仍然發生作用，因此大回彈必然在翻邊試件的突緣平面上造成很大的內應力，為薄板的壓縮性失穩提供了必要的條件之一，也是造成突緣底部平面的翹曲必要的直接因素之三；
(4) 薄板抵抗失穩能力低:鈦合金板材普遍受壓穩定性差，對厚度只有0. 8mm 的TC2M 鈦合金薄板，其剛度更低，抵抗壓縮性失穩的能力較弱，這是造成突緣底部平面的翹曲必要的直接因素之四。
翻邊試件口部橢圓化實際上是由於翹曲而引發的必然結果。
總結
(1) TC2Mδ0. 8 薄板翻邊成形卸載後會產生明顯的突緣平面雙曲度翹曲、橢圓化和口部收縮等特異現象；
(2) 出現上述現象的主要原因是TC2M材料突出的各向異性、高的屈強比造成的大回彈、較大的內應力和薄板抗失穩能力低等諸多因素綜合作用的結果；
(3) 鈦合金薄板翻邊製件形狀上的畸變直接影響到產品的尺寸、形狀和位置精度而造成廢品，因此該問題極其重要並很有深入研究的價值。
