Ti-6Al-4V作為常用的鈦合金之一,被航空航天等領(lǐng)域廣泛使用。但是,由于鈦合金傳統(tǒng)制造技術(shù)存在著生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、材料利用率較低、制造成本相對(duì)較高及難以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等問(wèn)題,在一定程度上限制了Ti-6Al-4V合金的應(yīng)用。本文通過(guò)低成本和高效率TIG電弧增材制造（TIG WAAM）技術(shù)的研究,解決激光增材制造技術(shù)（LAM）等成本高和效率低兩大技術(shù)瓶頸問(wèn)題,進(jìn)一步拓寬Ti-6Al-4V合金的應(yīng)用范圍。TIG WAAM是以TIG電弧作為熱源,通過(guò)逐層堆積,以自下而上的方式將數(shù)字化模型直接制造出實(shí)體零部件的近凈成形技術(shù)。本文采用TIG WAAM技術(shù)制備了Ti-6Al-4V合金樣件,主要研究了不同熱處理工藝對(duì)TIG WAAM Ti-6Al-4V合金樣件組織與性能的影響。采用光學(xué)顯微鏡（OM）,掃描電子顯微鏡（SEM）和X-射線衍射儀（XRD）對(duì)沉積態(tài)試樣和經(jīng)不同熱處理工藝下樣件顯微組織、斷口形貌及相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和維氏硬度計(jì)測(cè)試了樣件拉伸性能和硬度分布。試驗(yàn)結(jié)果表明,沉積態(tài)樣件組織由針狀馬氏體組織、網(wǎng)籃組織及片層狀組織構(gòu)成;熱處理態(tài)試樣的組織均由大量初生α相（含有一定量的馬... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鈦合金Fig.1.1Typicalmicros

7第2章試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法2.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)采用了直徑Φ1.2mm的Ti-6Al-4V焊絲及100mm×100mm×20mm的鍛造Ti-6Al-4V基板作為試驗(yàn)材料，化學(xué)成分如表2.1所示。采用了99.99%Ar作為密封艙體的保護(hù)氣體，密封艙體的水氧含量≤50ppm。表2.1Ti-6Al-4V化學(xué)成分（wt%）Table.2.1ChemicalcompositionofTi-6Al-4V（wt%）成分AlVCFeHNOTi焊絲6.084.150.0120.040.00970.00620.088余量基板6.104.00.080.030.0150.030.20余量2.2WAAM工藝參數(shù)TIGWAAM裝置由TIG焊槍?zhuān)ㄦu極直徑Φ3.2mm）、Fronius焊機(jī)（TrangsTig4000型）、焊絲盤(pán)、送絲機(jī)、氬氣密封艙體、氧分析儀、循環(huán)冷卻水及KUKA六軸機(jī)器人（KR60HA型）等構(gòu)成，TIGWAAM示意圖及試驗(yàn)取樣位置如圖2.1所示。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)獲得的最佳TIGWAAM工藝參數(shù)為焊接電流160A、送絲速度1.4m/min、掃描速度8mm/s、搭接率50%、焊絲與焊槍夾角為40°及層與層停留時(shí)間為50s。圖2.1TIGWAAM示意圖、掃描路徑以及樣品切取位置Fig.2.1SchematicandscanningstrategyoftheTIGWAAMprocessandextractedlocationofthesample沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

12第3章退火處理對(duì)WAAM成形Ti-6Al-4V組織性能的影響WAAM技術(shù)是解決當(dāng)今AM中生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低兩大瓶頸問(wèn)題的有效措施之一。但是WAAM過(guò)程中，由于熱輸入量大導(dǎo)致了成形困難、殘余應(yīng)力大及使用性能較低等特點(diǎn)，往往WAAM制造的零部件需要后續(xù)處理提高其綜合性能。本章研究了WAAMTi-6Al-4V合金沉積態(tài)樣件和沉積態(tài)樣件在950℃/2h/WC（水冷）、950℃/2h/AC（空冷）及950℃/2h/FC（爐冷）熱處理?xiàng)l件下不同冷卻速度對(duì)WAAMTi-6Al-4V合金樣件組織和性能的影響。3.1WAAM成形Ti-6Al-4V組織和性能圖3.1所示為WAAMTi-6Al-4V合金樣件沉積層顯微組織，圖3.1（a）、圖3.1（b）、圖3.1（c）所示分別為沉積層底部，中部，上部的顯微組織。由圖3.1（a）可以看出，沉積層底部的顯微組織主要由細(xì)針狀α’馬氏體組織所組成；由圖3.1（b）可以看出，沉積層中部的顯微組織網(wǎng)籃狀組織所構(gòu)成；由圖3.1（c）可以看出，沉積層上部的顯微組織由片層狀α+β相所組成。AM過(guò)程是反復(fù)加熱和冷卻的過(guò)程，樣件在沉積過(guò)程中隨著沉積高度的增加經(jīng)歷反復(fù)的熱循環(huán)。造成沉積層底部獲得大量馬氏體組織的主要原因是由于在沉積層底部增材的過(guò)程中溫度梯度大，冷卻速度快，使得高溫下的β相來(lái)不及冷卻而轉(zhuǎn)化為馬氏體組織；沉積層中部獲得大量網(wǎng)籃狀組織主要是由于在沉積層的中部樣件經(jīng)歷反復(fù)的熱循環(huán)，在反復(fù)加熱和冷卻的過(guò)程中α相發(fā)生相互截?cái)嘈纬删W(wǎng)籃狀組織；沉積層上部片層狀組織形成的原因主要是由于在沉積層上部熱量積累增多，冷卻速度減慢，高溫下存在的β相可以有較長(zhǎng)時(shí)間的冷卻，從而形成片層狀組織。a沉積層底部組織圖3.1TIGWAAMTi-6Al-4V合金沉積態(tài)顯微組織Fig.3.1MicrostructureoftheTi-6Al-4VdepositedstatesbyTIGWAAM沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]熱處理對(duì)TC4鈦合金組織、性能的影響及殘余應(yīng)力消除方法的研究[D]. 譚玉全.重慶大學(xué) 2016
[2]激光增材制造鈦合金成分探測(cè)與顯微組織分析[D]. 譚霆.湖南大學(xué) 2014
[3]不同晶粒尺寸TC4鈦合金高溫變形行為研究[D]. 朱桂雙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3310851