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激光增材制造TC4钛合金铣削温度的研究
1
作者 胡锦渊 金成哲 +1 位作者 王俊杰 鑫龙 《工具技术》 北大核心 2025年第7期60-64,共5页
针对增材制造TC4钛合金的铣削加工,采用仿真与试验相结合的方法研究切削用量对铣削温度的影响。对铣削加工过程模拟分析,得到切削用量对铣削温度的影响程度;通过铣削激光增材制造TC4钛合金的切削试验,对仿真与试验数据进行对比分析,验... 针对增材制造TC4钛合金的铣削加工,采用仿真与试验相结合的方法研究切削用量对铣削温度的影响。对铣削加工过程模拟分析,得到切削用量对铣削温度的影响程度;通过铣削激光增材制造TC4钛合金的切削试验,对仿真与试验数据进行对比分析,验证铣削激光增材制造钛合金仿真模型准确合理。研究结果表明:通过铣削仿真与试验数据对比,得出铣削温度最大相对误差为3.2%;切削用量对铣削温度的影响为切削速度>铣削深度>每齿进给量;在研究范围内,铣削温度最小的参数组合是切削速度为55 m/min、铣削深度为0.3 mm和每齿进给量为0.04 mm/z。 展开更多
关键词 增材制造 tc4钛合金 铣削温度 切削用量 仿真
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铣削激光增材制造TC4钛合金铣削力的研究
2
作者 王伟 金成哲 +1 位作者 王俊杰 刘玮 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第8期49-54,共6页
为满足工件的表面质量的要求,对激光增材制造的TC4钛合金进行铣削加工,从而可以实现更高精度的加工要求。为研究铣削用量对铣削激光增材制造钛合金的铣削力的影响,建立了铣削激光增材制造(selective laser melting, SLM) TC4钛合金的仿... 为满足工件的表面质量的要求,对激光增材制造的TC4钛合金进行铣削加工,从而可以实现更高精度的加工要求。为研究铣削用量对铣削激光增材制造钛合金的铣削力的影响,建立了铣削激光增材制造(selective laser melting, SLM) TC4钛合金的仿真模型;另外,采用与仿真模型相同的铣削用量进行了铣削试验,对仿真和试验结果进行了极差分析。分析结果表明,轴向切深a_(p)对铣削力影响程度最大、其次为铣削速度v_(c)和每齿进给量f_(z)。最优铣削参数为铣削速度v_(c)=55 m/min,每齿进给量f_(z)=0.04 mm/z,轴向切深a_(p)=0.3 mm。铣削仿真和试验的误差对比分析结果表明,所建立的铣削仿真模型是合理可行的,因此,基于此铣削仿真模型,采用单因素试验法进行了仿真和铣削试验,研究结果表明,随着铣削速度、轴向切深和每齿进给量的增大,铣削力增大,但当铣削速度超过75 m/min时铣削力反而减小。 展开更多
关键词 铣削 激光增材制造tc4钛合金 铣削力 铣削用量
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增材制造TC4钛合金的动态力学行为研究 被引量：11
3
作者 西禹 张强 +2 位作者 张欣钥 刘小川 郭亚洲 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期425-444,共20页
增材制造TC4钛合金是具有优良的力学性能和工艺性能的金属材料,在航空航天领域已得到重要应用.近年来,在塑性力学的研究中,探究应力状态对金属材料变形和失效行为的影响得到广泛关注,然而大部分的研究都是在准静态下完成的,对于中高应... 增材制造TC4钛合金是具有优良的力学性能和工艺性能的金属材料,在航空航天领域已得到重要应用.近年来,在塑性力学的研究中,探究应力状态对金属材料变形和失效行为的影响得到广泛关注,然而大部分的研究都是在准静态下完成的,对于中高应变率下金属材料变形失效的研究较少.本文从增材制造TC4钛合金的基本力学性能出发,考虑应力状态和应变率对其变形和失效行为的影响,采用应力三轴度η和罗德角参数■表征应力状态,设计了相应的试样形式和实验方法.利用电子万能实验机、高速液压伺服实验机以及分离式Hopkinson杆,结合数字图像相关法分析对材料在不同应变率、不同应力状态下的力学性能进行了测试,获得其变形和失效特性.为得到试样内部应力状态历程参数和应变场,通过ABAQUS进行数值仿真,得到试样应变最大处的应力状态历程参数和失效应变.以实验测试和仿真分析结果为基础,对传统MMC失效模型进行了修正,建立了全面考虑应变率、应力三轴度和罗德角效应的增材制造TC4材料的失效模型;同时建立了考虑应力三轴度η和应变率效应的Johnson-Cook失效模型.并通过对增材制造TC4钛合金平板进行高速冲击实验和数值仿真,验证了本文拟合的该材料的本构模型和失效模型描述高应变率下变形失效行为的有效性. 展开更多
关键词 动态力学性能 本构模型 失效模型 应力状态 增材制造tc4钛合金
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电弧增材制造TC4钛合金宏观晶粒演化规律 被引量：16
4
作者 杨海欧 王健 +3 位作者 王冲 魏雷 周颖惠 林鑫 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2028-2031,2046,共5页
由于电弧增材制造是目前众多增材制造方法中的研究热点之一,且TC4是研究最广泛的钛合金,因此本工作研究了电弧增材制造TC4直壁墙的宏观组织演变。首先通过单道单层实验修正双椭球热源模型的形状参数,应用修正后的模型模拟四组直壁墙成... 由于电弧增材制造是目前众多增材制造方法中的研究热点之一,且TC4是研究最广泛的钛合金,因此本工作研究了电弧增材制造TC4直壁墙的宏观组织演变。首先通过单道单层实验修正双椭球热源模型的形状参数,应用修正后的模型模拟四组直壁墙成形过程中的温度场及温度变化速率,通过模拟结果分析组织的演变规律。直壁墙底部为等轴晶组织,上部为柱状晶组织。低焊接电流有助于等轴晶的形成,但等轴晶区的尺寸及等轴晶的大小与线能量密度无关。 展开更多
关键词 电弧增材制造 tc4钛合金 数值模拟 宏观组织
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不同热处理工艺下激光增材制造TC4钛合金组织与性能研究进展 被引量：19
5
作者 王普强 吴梦杰 +2 位作者 王豫跃 解瑞东 张安峰 《航空制造技术》 2020年第10期56-65,共10页
由于激光增材制造(Laser Additive Manufacturing,LAM)TC4钛合金加工成形过程的特殊性,导致该合金在力学性能上存在明显的各向异性,同时韧性、疲劳性能不能很好地满足使用要求。从材料组织与力学性能之间的关系出发,介绍了不同热处理工... 由于激光增材制造(Laser Additive Manufacturing,LAM)TC4钛合金加工成形过程的特殊性,导致该合金在力学性能上存在明显的各向异性,同时韧性、疲劳性能不能很好地满足使用要求。从材料组织与力学性能之间的关系出发,介绍了不同热处理工艺对激光增材制造TC4钛合金组织与力学性能的影响,指出了当前激光增材制造TC4钛合金热处理研究中存在的问题,并为后续激光增材制造TC4钛合金的热处理研究提供思路与方向。 展开更多
关键词 激光增材制造 tc4钛合金 热处理工艺 微观组织调控 力学性能
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CMT电弧增材制造TC4钛合金的显微组织与力学性能 被引量：11
6
作者 李长富 郑鉴深 +2 位作者 周思雨 杨光 王向明 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2609-2619,共11页
采用冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术制备了TC4钛合金样品,测试了沉积态试样的拉伸性能、冲击性能和疲劳性能,讨论电弧增材制造钛合金成形件的疲劳断裂机理。结果表明:经历CMT工艺条件下的快速熔凝过程后,钛合金成形件内宏观组织由外... 采用冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术制备了TC4钛合金样品,测试了沉积态试样的拉伸性能、冲击性能和疲劳性能,讨论电弧增材制造钛合金成形件的疲劳断裂机理。结果表明:经历CMT工艺条件下的快速熔凝过程后,钛合金成形件内宏观组织由外延生长的粗大β柱状晶组成,显微组织为细长α片层和网篮组织。成形件拉伸强度较高,达到锻件拉伸强度水平,但是塑性较低,略低于锻件塑性,且存在一定的各向异性,拉伸断口呈现半解理断裂与半韧性断裂特征。沉积态钛合金成形件具有良好的冲击性能,但冲击性能的各向异性并不显著。钛合金成形件的高周疲劳极限为460 MPa,疲劳源均形核于条状未熔合缺陷及气孔缺陷处。缺陷直径越大,距离表面越近,应力集中现象就越明显,导致样品具有较低的疲劳强度和疲劳寿命。 展开更多
关键词 CMT电弧增材制造 tc4钛合金 显微组织 拉伸性能 疲劳性能
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电弧送丝增材制造TC4钛合金力学性能研究 被引量：1
7
作者 黄兴 蒋泽 +4 位作者 韦朋余 陈小平 黄旭峰 王连 王若烨 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期1811-1822,共12页
钛合金是深海潜水器耐压结构的主要候选材料。电弧送丝增材制造技术(WAAM)凭借其高效率、低成本、高灵活性等优点,在深潜器耐压结构部件上极具应用前景。然而,增材制造钛合金的力学性能问题阻碍了其进一步发展。本文选取电弧送丝增材制... 钛合金是深海潜水器耐压结构的主要候选材料。电弧送丝增材制造技术(WAAM)凭借其高效率、低成本、高灵活性等优点,在深潜器耐压结构部件上极具应用前景。然而,增材制造钛合金的力学性能问题阻碍了其进一步发展。本文选取电弧送丝增材制造TC4钛合金材料开展试验得到其相关力学性能参数,并进一步建立疲劳裂纹萌生寿命的有限元预测模型,通过与试验结果对比验证此模型在预测增材制造TC4钛合金材料疲劳裂纹萌生寿命时的可行性。试验结果表明:电弧送丝增材制造TC4钛合金的弹性模量、抗拉强度、泊松比等性能与传统TC4锻件的相近,但疲劳性能差距较大;本文建立的疲劳裂纹萌生寿命预测模型与试验结果误差不超过40%,具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 增材制造 tc4钛合金 力学性能 疲劳寿命
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TIG电弧增材制造TC4钛合金的组织与性能 被引量：8
8
作者 魏志祥 李国选 +3 位作者 汪月勇 王超宁 汪奇鹏 孔见 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2021年第10期14-19,63,共7页
对TC4钛合金TIG电弧增材的组织与性能进行了研究。结果表明:电弧增材TC4钛合金显微组织与电弧增材钢铁材料的铸态特征不同,具有显著的热处理态特征,是由α和β两相构成的网篮组织。分析其形成过程可以发现,增材体初生组织为枝晶,此时具... 对TC4钛合金TIG电弧增材的组织与性能进行了研究。结果表明:电弧增材TC4钛合金显微组织与电弧增材钢铁材料的铸态特征不同,具有显著的热处理态特征,是由α和β两相构成的网篮组织。分析其形成过程可以发现,增材体初生组织为枝晶,此时具有明显取向;在后续增材过程多次再热的作用下,由于钛的导热性较低,增材体维持较高的温度,枝晶成分逐渐均匀化,转变为各向异性的细长的β晶粒;随后温度降低,转变为α和β两相网篮组织,且α相处于过饱和状态,可观察到纳米级点状析出的β相,此时组织与性能接近各向同性,室温抗拉强度可达998 MPa,断后伸长率可达8.7%。 展开更多
关键词 tc4钛合金 电弧增材制造 显微组织 力学性能
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电解液对增材制造TC4钛合金表面形貌及亲水性的影响 被引量：1
9
作者 于明志 万熠 +4 位作者 赵梓贺 王宏卫 张晓 刘安琪 刘战强 《工具技术》 北大核心 2021年第1期22-25,共4页
针对增材制造植入体生物相容性差的问题,制备出具有微纳米双级结构的植入体表面,可更好地促进骨整合。对3D打印的TC4钛合金样品进行HF/HCl混合液酸蚀处理,在不同电解液中进行阳极氧化,并对各组样品进行表面表征、粗糙度测量及表面润湿... 针对增材制造植入体生物相容性差的问题,制备出具有微纳米双级结构的植入体表面,可更好地促进骨整合。对3D打印的TC4钛合金样品进行HF/HCl混合液酸蚀处理,在不同电解液中进行阳极氧化,并对各组样品进行表面表征、粗糙度测量及表面润湿性试验。结果表明,在含有NH4F的电解液中成功制备出纳米管结构,并在NH4F丙三醇水溶液中得到了均匀、规则的纳米管结构,管径为100 nm,接触角为32.8°。该方法为快速制备具有生物相容性的骨科植入体提供了新的加工工艺。 展开更多
关键词 增材制造 tc4钛合金 植入体 微纳米结构
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超声辅助CMT电弧增材制造TC4钛合金微观组织和力学性能研究 被引量：17
10
作者 许明方 陈玉华 +1 位作者 邓怀波 季迪 《精密成形工程》 2019年第5期142-148,共7页
目的研究超声辅助对CMT电弧增材制造钛合金TC4微观组织及力学性能的影响。方法 CMT增材制造TC4钛合金的同时利用超声辅助设备进行振动辅助,采用不同的振动功率和不同的振动位置对增材后的TC4力学性能和微观组织进行对比分析。结果 600 ... 目的研究超声辅助对CMT电弧增材制造钛合金TC4微观组织及力学性能的影响。方法 CMT增材制造TC4钛合金的同时利用超声辅助设备进行振动辅助,采用不同的振动功率和不同的振动位置对增材后的TC4力学性能和微观组织进行对比分析。结果 600 W超声辅助振动基板时的钛合金试样成形美观,力学性能优异。水平方向上,抗拉强度平均值为952.7 MPa,伸长率平均值为7.46%;垂直方向上,抗拉强度平均值为905.83 MPa,伸长率平均值为11.03%,相较未施加超声振动增材试样的力学性能有明显提高。结论超声辅助的引入有效提高了熔池的深宽比,加快了熔池冷却速度,柱状晶尺寸也明显减小,针状马氏体数量增多,得到的钛合金力学性能和微观组织均良好。 展开更多
关键词 tc4 增材制造 超声辅助 力学性能
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基于Box-Behnken设计的增材制造TC4铣削参数优化
11
作者 卢一铭 金成哲 +1 位作者 王俊杰 刘玮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期157-160,共4页
采用激光增材制造TC4钛合金零件在不能满足加工精度和表面粗糙度要求时,还需应用铣削等切削方法进行加工,从而满足其使用要求。以切削速度、每齿进给量、铣削深度为优化设计变量,切削力为响应性能指标,运用Box-Behnken方法设计出曲面响... 采用激光增材制造TC4钛合金零件在不能满足加工精度和表面粗糙度要求时,还需应用铣削等切削方法进行加工,从而满足其使用要求。以切削速度、每齿进给量、铣削深度为优化设计变量,切削力为响应性能指标,运用Box-Behnken方法设计出曲面响应法的试验方案,建立出铣削激光增材制造TC4钛合金的响应模型。通过对切削力两个回归模型进行显著性分析,P值<0.0001、校正系数R^(2)=0.9908≈1,表明该模型的可靠性较高。参数优化发现铣削参数对切削力的影响顺序为:铣削深度>切削速度>每齿进给量。通过运用曲面响应法的多目标优化,得到以切削力最小为优化目标最优铣削参数组合为切削速度v_(c)=55 m/min,每齿进给量f_(z)=0.04 mm/z和铣削深度a_(p)=0.3 mm。 展开更多
关键词 增材制造tc4钛合金 铣削 Box-Behnken 参数优化
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送粉式增材制造TC4钛合金多激光异步抛光实验研究
12
作者 宋宇阳 周静 《表面技术》 2025年第17期174-182,共9页
目的 解决送粉式增材制造TC4波纹度大、粗糙度大的问题。方法 根据皮秒激光、飞秒激光的去除效率差异,以及振镜、物镜瑞利长度的变化对材料峰谷距离去除效果的不同,提出一种多激光异步抛光工艺。首先将皮秒激光与振镜组合进行激光去除,... 目的 解决送粉式增材制造TC4波纹度大、粗糙度大的问题。方法 根据皮秒激光、飞秒激光的去除效率差异,以及振镜、物镜瑞利长度的变化对材料峰谷距离去除效果的不同,提出一种多激光异步抛光工艺。首先将皮秒激光与振镜组合进行激光去除,降低材料表面明显的峰谷距离,然后借助飞秒激光与物镜组合进行激光二次去除,进一步降低材料表面残存的峰谷距离,得到较为平整的表面,最后通过连续激光重熔降低材料表面粗糙度。为了直观体现加工过程中材料峰谷距离的变化,首先在TC4表面铣削,形成深度250μm的凹槽,以此模拟波峰、波谷,并进行参数化实验,得到多激光异步抛光的最优工艺参数,最后使用相同加工参数对送粉式增材制造的TC4进行多激光异步抛光研究,并分析抛光前后材料粗糙度、残余应力的变化。结果 采用多激光异步抛光工艺可以使送粉式增材制造TC4表面粗糙度由7.637μm降至0.744μm,同时在多激光异步抛光过程中材料表面残余拉应力呈现先增大后减小的趋势。结论 这种多激光异步抛光工艺解决了送粉式增材制造TC4的表面质量问题,使材料表面可以达到较小的粗糙度。 展开更多
关键词 送粉式增材制造 tc4 激光抛光 粗糙度 残余应力
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激光增材制造体育器材用TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为研究 被引量：1
13
作者 刘硕 王启慧 王志鹏 《精密成形工程》 北大核心 2024年第1期59-65,共7页
目的揭示应力比对增材制造TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响规律。方法采用紧凑型拉伸试样,在恒载荷幅条件下对激光增材制造TC4钛合金进行了应力比为0.1、0.3和0.5的疲劳裂纹扩展实验,定量评价了不同应力比下合金的疲劳裂纹扩展速率和... 目的揭示应力比对增材制造TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响规律。方法采用紧凑型拉伸试样,在恒载荷幅条件下对激光增材制造TC4钛合金进行了应力比为0.1、0.3和0.5的疲劳裂纹扩展实验,定量评价了不同应力比下合金的疲劳裂纹扩展速率和变化规律。基于Paris公式对裂纹扩展速率进行了拟合,分析了应力比对各参数的影响规律。最后通过扫描电镜对断口表面形貌进行了观察,分析了应力比对断裂模型的影响。结果在相同的∆K条件下,疲劳裂纹扩展速率随着应力比的增大而增大。在Paris公式中,参数C随应力比的增大而减小,参数m随应力比的增大而增大,并且m和lgC呈现线性关系。随应力比的增大,断口表面的河流花样增多、疲劳辉纹变浅、二次裂纹数量增加。结论应力比引起的裂纹尖端闭合效应和平面应力比变化是导致裂纹扩展速率发生改变的主要原因。 展开更多
关键词 激光增材制造 tc4钛合金 疲劳裂纹扩展 应力比
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基于深度学习的钛合金电弧增材制造表面形貌缺陷分类识别与预测
14
作者 马明 郭鑫鑫 魏正英 《材料导报》 北大核心 2025年第13期230-236,共7页
针对钛合金电弧增材制造(WAAM)成形过程中的缺陷问题,分析成形中的咬边、孔洞、球化等形貌缺陷。首先探索试验中的工艺参数与缺陷的关联性,得到各个缺陷对应的工艺参数范围;再通过深度学习来诊断钛合金电弧增材制造成形过程中的缺陷,对... 针对钛合金电弧增材制造(WAAM)成形过程中的缺陷问题,分析成形中的咬边、孔洞、球化等形貌缺陷。首先探索试验中的工艺参数与缺陷的关联性,得到各个缺陷对应的工艺参数范围;再通过深度学习来诊断钛合金电弧增材制造成形过程中的缺陷,对咬边、孔洞、球化等形貌缺陷进行分类识别和预测。通过搜索法获取一定范围内的训练最佳超参数,对比四种不同的新型卷积神经网络架构(CNN)的分类性能,利用图像增强对成形过程的4404张缺陷图像进行分类识别训练;发现ConvNeXtV2模型分类准确率达99.06%,且训练时间与训练参数最少,综合表现性能最好,图片识别预测时间为4.03 ms,表明其能够用于后续的反馈控制,以达到提高钛合金电弧增材制造成形质量的目标。 展开更多
关键词 钛合金 电弧增材制造 卷积神经网络 形貌缺陷预测
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增材制造钛合金的组织及性能研究进展 被引量：1
15
作者 郭克星 闫光龙 +1 位作者 张生武 牛爱军 《热加工工艺》 北大核心 2025年第1期17-23,共7页
钛合金作为轻质结构材料,具有比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备及生物医用材料等领域。从力学性能、疲劳性能、高温氧化性能、摩擦磨损性能和生物相容性角度综述了增材制造钛合金... 钛合金作为轻质结构材料,具有比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备及生物医用材料等领域。从力学性能、疲劳性能、高温氧化性能、摩擦磨损性能和生物相容性角度综述了增材制造钛合金组织及性能的研究进展。分析了合金化、热处理以及激光冲击强化对增材制造钛合金组织及性能的影响,并展望了下一步钛合金增材制造的研究方向,以期为今后的研究提供参考。 展开更多
关键词 增材制造 钛合金 显微组织 力学性能 合金化 热处理
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钛合金熔丝增材制造的研究现状与应用领域
16
作者 陈超 张梦莹 +2 位作者 李文龙 赵小辉 孟瑶 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期1-19,共19页
钛合金高强度、高耐热的特性决定了其在航空航天、医学等领域的广泛应用,但由于钛合金加工难度高,使得传统加工的方式造成模具消耗加重、制造周期长。熔丝增材制造作为一种制造成本低、成形效率高的先进制造工艺,凭借其直接成形的独有... 钛合金高强度、高耐热的特性决定了其在航空航天、医学等领域的广泛应用,但由于钛合金加工难度高,使得传统加工的方式造成模具消耗加重、制造周期长。熔丝增材制造作为一种制造成本低、成形效率高的先进制造工艺,凭借其直接成形的独有优势在钛合金制造方面受到广大学者的关注。本文从文献研究入手,以钛合金为材料,从金属熔丝增材制造技术的原理、特点、分类入手,描述几种常见的熔丝制造技术,并对其应用领域以及面临的挑战和未来发展趋势进行研究论述。 展开更多
关键词 钛合金 增材制造 熔丝增材制造 制造技术 发展趋势
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微铸锻增材制造TC4-DT合金的高温力学性能与断裂失效行为
17
作者 牛香力 王祖恒 +3 位作者 高一峰 吴传栋 宋新莉 刘静 《热加工工艺》 北大核心 2024年第20期100-105,共6页
研究了微铸锻增材制造TC4-DT合金的高温力学性能与断裂失效行为。通过X射线衍射、光学显微镜和扫描电子显微镜观察了微铸锻增材制造TC4-DT合金在平行沉积扫描方向与平行沉积增高方向的相组成与显微结构,测试了不同温度(500、600和700℃)... 研究了微铸锻增材制造TC4-DT合金的高温力学性能与断裂失效行为。通过X射线衍射、光学显微镜和扫描电子显微镜观察了微铸锻增材制造TC4-DT合金在平行沉积扫描方向与平行沉积增高方向的相组成与显微结构,测试了不同温度(500、600和700℃)TC4-DT合金的高温力学性能,观察了不同测试温度的拉伸断口形貌并分析了其断裂失效行为。结果表明:微铸锻增材制造TC4-DT合金主要物相为α相,平行和垂直于沉积方向的显微结构主要是网篮状组织和片层α组织,未观察到明显的各向异性。随温度升高,TC4-DT合金的强度降低,断裂行为由穿晶断裂向沿晶断裂转变。材料失效行为的主要影响因素包括高温下晶粒的长大、晶界的软化、气孔的长大与聚集。 展开更多
关键词 tc4-DT合金 增材制造 高温力学性能 断裂失效行为
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热输入对脉冲TIG电弧增材制造Ti6Al4V钛合金微观组织与力学性能的影响 被引量：2
18
作者 高震 王颖 +2 位作者 杨蔚然 杨振文 李会军 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3366-3381,共16页
电弧增材制造固有的高热输入导致钛合金构件中易产生粗大组织,造成力学性能的下降。为细化钛合金组织,通过在电弧增材制造Ti6Al4V钛合金过程中施加脉冲电流,研究了基值电流和占空比对增材制造Ti6Al4V钛合金凝固过程微观组织和力学性能... 电弧增材制造固有的高热输入导致钛合金构件中易产生粗大组织,造成力学性能的下降。为细化钛合金组织,通过在电弧增材制造Ti6Al4V钛合金过程中施加脉冲电流,研究了基值电流和占空比对增材制造Ti6Al4V钛合金凝固过程微观组织和力学性能的影响,探究热输入对电弧增材制造Ti6Al4V钛合金凝固过程、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着基值电流和占空比的降低,沉积Ti6Al4V合金的热输入由988 J/mm下降到414 J/mm,凝固熔池温度梯度G逐渐降低,生长速度R逐渐增大,使得粗大β柱状晶向等轴晶转变。随着热输入逐渐降低,冷却速率由7.27℃/s提高到44.08℃/s;高冷却速率促进α板条细化,α板条宽度从1.07μm减小到0.49μm。β等轴晶的形成和α板条的细化提高了沉积Ti6A14V钛合金力学性能,试样的抗拉强度由914 MPa增加到1049 MPa,塑性保持在8%。 展开更多
关键词 脉冲电弧增材制造 钛合金 热输入 温度梯度 组织细化
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大厚度TC4钛合金激光增材连接过程分区组织调控
19
作者 吕飞阅 王磊磊 +4 位作者 高转妮 张家豪 黎一帆 李琳沁 占小红 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1285-1299,共15页
针对大厚度钛合金构件激光增材连接过程中热累积效应导致的组织粗化及性能劣化问题,本文开展了微观组织分区调控研究,分析了厚板不同位置的晶粒尺寸与析出相形态随着激光功率与扫描速率的变化规律,形成了激光增材连接件分区组织调控方... 针对大厚度钛合金构件激光增材连接过程中热累积效应导致的组织粗化及性能劣化问题,本文开展了微观组织分区调控研究,分析了厚板不同位置的晶粒尺寸与析出相形态随着激光功率与扫描速率的变化规律,形成了激光增材连接件分区组织调控方法。结果表明:通过改变激光功率来调控组织形态的参数灵敏度较高,针对激光增材连接过程热累积效应导致的组织粗化问题,需改变激光扫描速率来调控试样中上部及顶部的组织形态。当激光有效能量为5.46×10^(5) J时,增材连接试样的抗拉强度高达915 MPa左右,同时断口韧窝尺寸较大,材料塑韧性较优异。因此,在激光增材连接过程中进行分区组织调控,可实现连接件整体力学性能的显著提升。 展开更多
关键词 激光增材连接 tc4钛合金 有效激光能量 微观组织 分区调控
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锻造–电弧增材复合制造TC11钛合金组织与力学性能研究 被引量：1
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作者 罗志伟 张睿泽 +4 位作者 张京京 李权 冯晨 宋全 王福德 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第21期68-75,共8页
采用金相观察、拉伸试验、扫描电镜观测、显微硬度测试和统计学分析等方法对锻造+电弧增材复合制造的TC11钛合金宏、微组织和力学性能开展研究。结果表明,复合制造试样根据组织特点可分为电弧增材区、热影响区和锻造区。热处理前后宏观... 采用金相观察、拉伸试验、扫描电镜观测、显微硬度测试和统计学分析等方法对锻造+电弧增材复合制造的TC11钛合金宏、微组织和力学性能开展研究。结果表明,复合制造试样根据组织特点可分为电弧增材区、热影响区和锻造区。热处理前后宏观晶粒从锻造区到电弧增材区均呈现出“拉长等轴晶–细小等轴晶–柱状晶”的分布特征。沉积态显微组织由锻造区粗大魏氏组织过渡至增材区细小网篮组织,双重退火后,锻造区发生再结晶,网篮组织转变为双态组织,增材区仍为网篮组织,但片状α相尺寸增大。力学性能测试结果表明,在位错和晶界的共同影响下,锻造区强度略高于增材区,导致断裂均发生在电弧增材侧。复合制造综合力学性能介于电弧增材和锻造之间,整体呈现低强高塑的特点。 展开更多
关键词 tc11钛合金 电弧增材制造 锻造 复合制造 显微组织 力学性能
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