發(fā)布時間：2021-08-01 15:14

　　分別采用激光快速成型（3D打�。┘夹g(shù)、鍛造和鑄造方法制備了TC4鈦合金試樣。通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和X射線衍射儀以及力學(xué)性能測試設(shè)備分別分析了不同制備方式成型樣品的微觀組織和力學(xué)性能變化規(guī)律。結(jié)果表明,3D打印成型的鈦合金組織和性能有明顯的取向性。3D打印橫向樣品抗拉強度和延伸率分別為1007 MPa和9.30%,縱向抗拉強度和延伸率分別為950 MPa和15.28%;鍛造樣品抗拉強度和斷后延伸率分別為877 MPa和18.00%;鑄造樣品的抗拉強度和延伸率分別為836 MPa和3.92%。不同成型方式樣品力學(xué)性能的差異來自于其形成的不同微觀組織和晶粒大小。3D打印TC4鈦合金樣品會在其成型快速冷卻過程中形成網(wǎng)籃組織,且晶粒非常細(xì)小,約為2～3 μm。鍛造樣品成型時形成等軸組織,晶粒尺寸約為10 μum,且微觀組織比3D打印和鑄態(tài)合金更加均勻,因而具有更高的延伸率。鑄造樣品中形成魏氏組織,晶粒尺寸達(dá)到20～25 μm,組織分布亦不均勻,因而,其具有更低的力學(xué)性能指標(biāo)。利用ABAQUS軟件模擬了以上3種不同工藝制備的零件沖擊（自由落體與地面撞擊）工況條件下的力學(xué)反應(yīng)情況。研究表明,其中... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

圖１－１鈦合金的鍛造工藝示意圖??

的溫度與Ｐ轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系劃分的。近些年出現(xiàn)了很多新的鍛造工藝：（１）鍛造??溫度位于ａ＋ｐ兩相區(qū)上部的近Ｐ鍛造工藝；（２）鍛造溫度位于Ｐ區(qū)的準(zhǔn)Ｐ鍛造工藝。??這些鍛造工藝的示意圖見圖１－１。??溫度／ｉｆ??ｐ鍛造?眍??準(zhǔn)ｐ鍛造——＂Ｖ＾＾??近Ｐ鍛造——轉(zhuǎn)變點??常規(guī)鍛造?＼??Ｎ．??ａ區(qū)?Ｘ?ａ＋ｐ?區(qū)、??Ｐ穩(wěn)定元素含跫??圖１－１鈦合金的鍛造工藝示意圖??１．２．１?ａ＋ｐ鍛造工藝??鈦合金的ａ＋ｐ鍛造通常是指在Ｐ轉(zhuǎn)變溫度以下３０￣?１００°Ｃ的ａ＋Ｐ兩相區(qū)域內(nèi)的??變形，也被稱為常規(guī)鍛造。在此工藝過程中，初級ａ相與Ｐ相同時發(fā)生變形，產(chǎn)生??典型的等軸ａ結(jié)構(gòu)，見圖卜２。ａ相的含量多少及形貌特征受合金組成成分、變形??時的溫度及變形大小等因素影響。圖１－２為ｃｔ＋ｐ鍛造時組織形成規(guī)律示意圖。鍛??造過程中，樣品受到壓力產(chǎn)生塑性形變，微觀組織里原始Ｐ晶粒慢慢破裂變形，??在樣品宏觀變形方向上伸長，片狀ａ相在同樣方向上發(fā)生拉伸變形，當(dāng)變形量超??４??

鈦具有ａ相和ｐ相的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。ａ－Ｔｉ是低于８８２．５°Ｃ時密排六方的晶體結(jié)??構(gòu)，｜３－Ｔｉ是高于８８２．５°Ｃ時體心立方的晶體結(jié)構(gòu)。密排六方（ｈｅｐ）的ａ－Ｔｉ晶體結(jié)構(gòu)??和體心立方結(jié)構(gòu)（ｂｅｅ）的ｐ－Ｔｉ晶體結(jié)構(gòu)如圖１－４所示［３１］。??Ａ＃?＿??ａ％?ａ＇，Ｚ??圖ｃｔ－Ｔｉ和ｐ－Ｔｉ晶體結(jié)構(gòu)圖??密排六方結(jié)構(gòu)ａ－Ｔｉ的一個晶胞內(nèi)有兩個原子，分別位于坐標(biāo)位置（０，?０，?０）??和（２／３，?１／３，１／２）處。晶格常數(shù)用ａ和ｃ表示，ａ代表六角形底面的邊長，ｃ??代表六棱柱體的高度。ａ－Ｔｉ的晶格常數(shù)ａ、ｃ分別為０．２９５１１?ｎｍ和０．４６８４３?ｎｍ，??ｃ／ａ＝１．５８７，要小于理想的密排六方結(jié)構(gòu)（ｃ／ａ＝１．６３３）。??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]3D打印兩相鈦合金組織特征及缺陷研究[D]. 文藝.南昌航空大學(xué) 2016
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