TC4鈦合金,集許多優(yōu)異的性能于一體,是航空航天領域常用且重要的材料,如:發(fā)動機葉片。3D打印是一種新型的葉片制造技術,適合復雜難加工材料,具有周期短、精度高等優(yōu)點,但其成型件存在強度不足,表面不夠精細,內(nèi)部應力復雜等問題。本文針對3D打印所存在的問題以及鈦合金本身易磨損、易氧化等缺點,通過類似于3D打印技術的激光熔覆技術,分別在TC4鈦合金表面制備TC4粉末和耐磨耐氧化的Ni60WC25合金粉末熔覆層,并研究了工藝參數(shù)對熔覆層質(zhì)量的影響。為改善熔覆層表面不平整、多裂紋氣孔等問題,設計并搭建了超聲振動輔助鍛打裝置,在此裝置下進行了普通鍛打與超聲振動輔助鍛打TC4熔覆層的實驗研究,分析了這兩種鍛打方式對TC4熔覆層微觀組織的影響規(guī)律,并研究了超聲振幅和鍛打力對TC4鈦合金在兩相區(qū)塑性變形時的微觀組織變化的影響。為優(yōu)化TC4的使用性能提供了新思路。實驗中,采用了金相顯微鏡、SEM、EDS、洛氏硬度計對TC4熔覆層的表面形貌、微觀組織、成分分布和表面硬度做了測試,主要完成的工作和得出的結(jié)論如下:(1)設計并搭建了超聲振動輔助鍛打裝置。采用不完全齒輪機構(gòu)傳動,來達到超聲振動輔助鍛打和普通低頻鍛打同時作用的復合鍛打的目的。(2)利用激光熔覆技術,成功在TC4鈦合金表面制備了組織細小、無氣孔、無裂紋,與基體冶金結(jié)合良好的熔覆層,并找到了在TC4表面激光熔覆TC4粉末和Ni60WC25粉末的較好工藝參數(shù)。(3)TC4鈦合金經(jīng)在(α+β)兩相區(qū)普通鍛打塑性變形后,由原來的魏氏組織向網(wǎng)籃組織或雙態(tài)組織或等軸組織轉(zhuǎn)變。若要轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S組織,則需要達到一定的變形程度。超聲振動輔助鍛打與普通鍛打相比,可以減少TC4塑性變形的成形力,使TC4晶粒變得細小,趨向于等軸化。(4)超聲振動輔助塑性成形時,應力疊加效應和軟化效應使得TC4內(nèi)部塑性變形時的應力減小,超聲振幅和鍛打力的增大都有利于TC4組織的晶粒細化,形成性能優(yōu)于魏氏組織的網(wǎng)籃或雙態(tài)組織。超聲振幅的增大使得TC4塑性變形的應力下降,且下降量與超聲振幅成正比。鍛打力的增大可以引起動態(tài)回復再結(jié)晶作用的增強,引起粗大晶界處的新小晶粒的產(chǎn)生,加劇了位錯的運動,有助于粗大的α晶粒細化。
【學位單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG665
【部分圖文】：

ssup sofσ = σ Δσ Δσ (2-1)式中：sσ —材料屈服應力；supσ 應力疊加效應引起的應力下降量，sofΔ σ為軟化效應導致的材料應力下降量。金屬塑性變形的過程中，本論文建立了振動的粘彈塑性變形模型。如圖 2-1 所示。在粘彈部分采用了 Kelvin 模型，而粘塑性部分將 Kelvin 模型的彈性部分換成塑性部分。

產(chǎn)生的應力與 F 方向相同，故可以加快粒子生。超聲波產(chǎn)生的應力場同樣可以促進附近晶界的旋轉(zhuǎn)速度越大。明，超聲波在晶體材料中傳播時能促進位錯運動。本文[54]（圖 2-2），假設材料中某一位錯釘扎在點缺陷處、（圖 2-2A），并且成線性排列。位錯環(huán)長度nL （點缺以，當位錯環(huán)上有外力形成的應力作用時，位錯環(huán)L隨著外部應力的增大，超過此處位錯運動所需的能量閥錯環(huán)pL 將會脫離釘扎點，pL 將瞬時增大到nL （圖 2-2C持續(xù)增大時，由位錯運動引起的應變將會明顯增大，則增大，就會形成新的 Frank-Read 位錯源（圖 2-2F 和 G

50.3 Al 77.4 V 117 N Fe O 表 3-5 Ni60WC25 粉末的化學成分(wt%)Tab.3-5 the composition of Ni60WC25(wt%)i Cr Fe C B Si l 16.75 4.43 0.60 3.18 4.3 的確定熔覆實驗所采用的激光器為 RH-2000 的光纖激光器，且近的車床上，并靠絲杠控制激光頭的位置，從而控制激下圖 3-1 所示：
【參考文獻】

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本文編號：2861684