【摘要】：以TA15鈦合金球形粉末為原料,采用激光沉積制造技術(shù)制備TA15鈦合金厚壁件。通過光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)等方法研究了α+β兩相區(qū)退火處理對(duì)TA15鈦合金室溫拉伸性能和顯微組織的影響,并對(duì)網(wǎng)籃組織在拉伸過程中的變形機(jī)制進(jìn)行討論。結(jié)果表明:經(jīng)α+β兩相區(qū)不同溫度退火后,顯微組織為網(wǎng)籃組織或近網(wǎng)籃組織,退火溫度對(duì)α相的形貌尺寸具有明顯影響;退火后力學(xué)性能仍表現(xiàn)出方向上的各向異性:沉積方向上強(qiáng)度較低、塑性較好,而垂直沉積方向上強(qiáng)度高、塑性較差;粗大的層帶區(qū)組織滑移變形具有"開路"作用,而柱狀晶晶界對(duì)α相的滑移產(chǎn)生一種"固定"作用;顯微硬度值隨退火溫度升高變化不大,顯微硬度值受α相含量影響;網(wǎng)籃組織中的α片層組織在應(yīng)力的作用下由原來近似正交方向逐漸向近似平行于應(yīng)力方向變形,α片層組織的交錯(cuò)排列導(dǎo)致滑移變形時(shí)互相產(chǎn)生阻力;α+β兩相區(qū)退火處理后的2種方向上斷口形貌相似,斷裂方式相同,均為韌性斷裂。
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 驗(yàn)所采用的厚壁件是通過激光沉積制造系統(tǒng)完成。激光沉積制造成形系統(tǒng)是由6000W半導(dǎo)體激光器、送粉器（載氣式送粉器）、送粉嘴（四路同軸送粉嘴）、質(zhì)量控制系統(tǒng)（惰性氣氛保護(hù)箱）、環(huán)境控制系統(tǒng)（氧分析儀）、冷卻系統(tǒng)（冷水機(jī)）、光路及聚焦系統(tǒng)和數(shù)控聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)等。選用粒度分布為47~165μm的TA15粉末作為激光沉積材料，為保證激光沉積質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)之前對(duì)TA15粉末進(jìn)行真空烘干處理。實(shí)驗(yàn)基材采用鍛造TA15鈦合金，實(shí)驗(yàn)前對(duì)基材沉積表面進(jìn)行打磨，并使用丙酮進(jìn)行擦洗，保證沉積表面清潔。采用短邊單向往復(fù)掃描方式（如圖1所示）沉積出實(shí)驗(yàn)厚壁件，并按取樣方式將其分為沉積方向（Z方向）和垂直沉積方向(XY方向)兩部分，采用圖1分割方式將兩部分各分為4組拉伸厚壁件。將沉積方向和垂直沉積方向兩部分的拉伸厚壁件分成4組，每組包括沉積方向和垂直沉積方向拉伸厚壁件各一個(gè)，然后進(jìn)行退火處理實(shí)驗(yàn)。退火工藝為在820、840、860和880℃4個(gè)溫度保溫2h，空冷。退火處理后在每個(gè)拉伸厚壁件上切取并制備如圖2所示的拉伸試樣3個(gè)，對(duì)拉伸試樣進(jìn)行打磨，達(dá)到精度要求，使用丙酮進(jìn)行擦洗，然后對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)和實(shí)驗(yàn)。金相試樣制備包括沉積態(tài)金相試樣、退火態(tài)金相試樣和斷口金相試樣(如圖3所示，剖面線面為金相制取面)，試樣經(jīng)鑲嵌、預(yù)磨和拋光后，，金相試樣采用Kroll腐蝕劑（HF-HNO3-H2O體積比為1:6:7）進(jìn)行腐圖1拉伸試樣取樣示意圖Fig.1Schematicdiagramoftensilespecimensampling圖2激光沉積制造TA15鈦合金板狀拉伸試樣尺寸Fig.2DimensionsoftensilespecimenofLDMedTA15titaniumalloy圖3取樣及顯微組織分析位置示意圖Fig.3SchematicdiagramofsamplecuttingandOManalysisposition蝕。采用GX51OLYMPUS光學(xué)金相顯微鏡(OM)對(duì)金?
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 。實(shí)驗(yàn)基材采用鍛造TA15鈦合金，實(shí)驗(yàn)前對(duì)基材沉積表面進(jìn)行打磨，并使用丙酮進(jìn)行擦洗，保證沉積表面清潔。采用短邊單向往復(fù)掃描方式（如圖1所示）沉積出實(shí)驗(yàn)厚壁件，并按取樣方式將其分為沉積方向（Z方向）和垂直沉積方向(XY方向)兩部分，采用圖1分割方式將兩部分各分為4組拉伸厚壁件。將沉積方向和垂直沉積方向兩部分的拉伸厚壁件分成4組，每組包括沉積方向和垂直沉積方向拉伸厚壁件各一個(gè)，然后進(jìn)行退火處理實(shí)驗(yàn)。退火工藝為在820、840、860和880℃4個(gè)溫度保溫2h，空冷。退火處理后在每個(gè)拉伸厚壁件上切取并制備如圖2所示的拉伸試樣3個(gè)，對(duì)拉伸試樣進(jìn)行打磨，達(dá)到精度要求，使用丙酮進(jìn)行擦洗，然后對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)和實(shí)驗(yàn)。金相試樣制備包括沉積態(tài)金相試樣、退火態(tài)金相試樣和斷口金相試樣(如圖3所示，剖面線面為金相制取面)，試樣經(jīng)鑲嵌、預(yù)磨和拋光后，金相試樣采用Kroll腐蝕劑（HF-HNO3-H2O體積比為1:6:7）進(jìn)行腐圖1拉伸試樣取樣示意圖Fig.1Schematicdiagramoftensilespecimensampling圖2激光沉積制造TA15鈦合金板狀拉伸試樣尺寸Fig.2DimensionsoftensilespecimenofLDMedTA15titaniumalloy圖3取樣及顯微組織分析位置示意圖Fig.3SchematicdiagramofsamplecuttingandOManalysisposition蝕。采用GX51OLYMPUS光學(xué)金相顯微鏡(OM)對(duì)金相試樣進(jìn)行顯微組織分析；通過ZEISSΣIGMA掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)拉伸斷口進(jìn)行分析；利用HVS-1000A數(shù)顯顯微硬度計(jì)測(cè)試試樣的顯微硬度值，載荷為200g，保載時(shí)間為10s；通過朗杰100電液伺服材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試力學(xué)性能；采用金相組織分析系統(tǒng)軟件測(cè)定α相的長(zhǎng)寬比以及體積分?jǐn)?shù)。2結(jié)果與分析2.1顯微組織激光沉積制造TA15鈦合金沉積態(tài)SEM照片和退火態(tài)的OM照片如圖4所示。如圖4a可知，TA15
【作者單位】： 沈陽航空航天大學(xué)航空制造工藝數(shù)字化國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51505301,51305280,51375316) 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFB1100500-04)
【分類號(hào)】：TG146.23;TG166.5;TG665

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李萍;薛克敏;姚彭彭;李成銘;;熱變形TA15鈦合金的顯微組織和室溫力學(xué)性能[J];稀有金屬材料與工程;2016年06期

2 席明哲;高士友;劉博;李小榕;;掃描方式和退火熱處理對(duì)激光快速成形TA15鈦合金組織與性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2014年02期

3 鹿靖;王玉會(huì);張旺峰;;組織形態(tài)對(duì)近α型TA15鈦合金拉伸性能的影響[J];金屬熱處理;2011年06期

4 張小紅;林鑫;陳靜;黃衛(wèi)東;;熱處理對(duì)激光立體成形TA15合金組織及力學(xué)性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年01期

5 謝旭霞;張述泉;湯海波;李安;方艷麗;李鵬;王華明;;退火溫度對(duì)激光熔化沉積TA15鈦合金組織和性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2008年09期

6 張霜銀;林鑫;陳靜;張鳳英;黃衛(wèi)東;;工藝參數(shù)對(duì)激光快速成形TC4鈦合金組織及成形質(zhì)量的影響[J];稀有金屬材料與工程;2007年10期

7 朱景川;王洋;尤逢海;劉勇;來忠紅;;TA15鈦合金的形變熱處理[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2007年S1期

8 李士凱;惠松驍;葉文君;于洋;熊柏青;;冷卻速度對(duì)TA15 ELI合金組織與性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2007年05期

9 王洋;尤逢海;朱景川;來忠紅;劉勇;;TA15合金熱變形行為研究[J];機(jī)械工程材料;2006年11期

10 李淼泉;李曉麗;龍麗;許廣興;于浩;遲彩樓;溫國(guó)華;;TA15合金的熱變形行為及加工圖[J];稀有金屬材料與工程;2006年09期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊光;王文東;欽蘭云;任宇航;李長(zhǎng)富;王維;;激光沉積TA15鈦合金退火處理工藝及網(wǎng)籃組織變形機(jī)制[J];稀有金屬材料與工程;2017年07期

2 石齊民;顧冬冬;顧榮海;陳文華;戴冬華;陳洪宇;;TiC/Inconel 718復(fù)合材料選區(qū)激光熔化成形的熱物理機(jī)制[J];稀有金屬材料與工程;2017年06期

3 楊光;馮志國(guó);欽蘭云;李長(zhǎng)富;任宇航;王維;;成形氣氛中氧含量對(duì)激光沉積TA15鈦合金組織及力學(xué)性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2017年06期

4 梁朝陽;張安峰;梁少端;王潭;嚴(yán)深平;張連重;李青宇;;高性能鈦合金激光增材制造技術(shù)的研究進(jìn)展[J];應(yīng)用激光;2017年03期

5 劉彥濤;張永忠;陳以強(qiáng);唐楊杰;;激光熔化沉積TA15+Ti_2AlNb合金的組織與力學(xué)性能[J];航空材料學(xué)報(bào);2017年03期

6 陳勝川;李修勇;陳睿博;朱寶輝;蔡國(guó)帥;劉俊;唐壽全;;退火制度對(duì)大規(guī)格TA15合金擠壓管坯組織和性能的影響[J];金屬熱處理;2017年05期

7 駱俊廷;陳藝敏;尹宗美;張艷姝;張春祥;;TA15鈦合金熱變形應(yīng)力應(yīng)變曲線及本構(gòu)模型[J];稀有金屬材料與工程;2017年02期

8 杜博睿;張學(xué)軍;郭紹慶;李能;孫兵兵;唐思熠;;激光快速成形GH4169合金顯微組織與力學(xué)性能[J];材料工程;2017年01期

9 李俐群;王建東;吳潮潮;章敏;趙維剛;;Ti6Al4V激光熔化沉積熔池溫度場(chǎng)與微觀組織特性[J];中國(guó)激光;2017年03期

10 來佑彬;張本華;趙吉賓;劉偉軍;趙宇輝;;金屬激光直接成形最佳搭接率計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證[J];焊接學(xué)報(bào);2016年12期

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 辛社偉;趙永慶;;鈦合金固態(tài)相變的歸納與討論(Ⅵ)——阿爾法[J];鈦工業(yè)進(jìn)展;2013年04期

2 郜陽;孫志超;楊合;;TA15鈦合金等溫近β變形行為及微觀組織演化[J];稀有金屬材料與工程;2013年05期

3 邵暉;趙永慶;曾衛(wèi)東;葛鵬;楊義;;α+β鈦合金微觀組織對(duì)強(qiáng)韌性的影響概述[J];稀有金屬材料與工程;2012年07期

4 田宇興;李述軍;郝玉琳;楊銳;;Ti2448合金高溫變形行為及組織演變機(jī)制的轉(zhuǎn)變[J];金屬學(xué)報(bào);2012年07期

5 陳慧琴;曹春曉;;等軸組織α-β鈦合金熱變形微觀組織的表征(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年03期

6 席明哲;高士友;;激光快速成形TA15鈦合金熱處理組織及其力學(xué)性能[J];中國(guó)激光;2012年01期

7 歐陽德來;魯世強(qiáng);崔霞;王克魯;吳超;;不同應(yīng)變速率下TA15鈦合金β形變過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為[J];稀有金屬材料與工程;2011年02期

8 張小紅;林鑫;陳靜;黃衛(wèi)東;;熱處理對(duì)激光立體成形TA15合金組織及力學(xué)性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年01期

9 張旺峰;王玉會(huì);李艷;馬濟(jì)民;;TA15鈦合金的相變、組織與拉伸性能[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2010年S1期

10 王玉會(huì);李艷;張旺峰;馬濟(jì)民;;不同變形量TA15鈦合金的熱處理行為[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2010年S1期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張志方 ,王慶如;用α片厚度控制TC6鈦合金盤件的機(jī)械性能[J];航空材料;1986年04期

2 ;[J];;年期

本文編號(hào)：2516158