本文利用顯微-CT、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子背散射衍射(EBSD)、納米硬度和拉伸試驗等技術(shù)研究了電子束增材制造(Electron Beam Melting,EBM)生物鈦合金(Ti-6Al-4V)宏微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。結(jié)果表明:第一,EBM鈦合金的致密度高達99.5%。內(nèi)部缺陷以球形孔、細長孔、未熔粉末為主,隨著建造方向的變化,細長孔表現(xiàn)出較強的方向性,即孔長軸方向垂直于建造方向�？追植即嬖诔叽缧�(yīng),在大尺寸樣品中以球形孔為主,反之以細長孔為主。合金的組織復(fù)雜多樣,整體上是以與建造方向平行的柱狀晶和網(wǎng)籃組織相間分布為主,在α相之間又存在亞結(jié)構(gòu)柱狀相和納米尺寸的球形β相。針狀α相中的晶界主要由孿晶界(Σ13b和Σ11b晶界)組成,α相的織構(gòu)隨機分布,α和β之間滿足Burgers取向關(guān)系(Orientation relationship,OR)。第二,單一的熱處理方式?jīng)]有明顯改善內(nèi)部缺陷,熱處理后的顯微組織仍然是以由α(α′)團簇組成的近似平行于建造方向的柱狀晶組成,但是柱狀晶的寬度隨著溫度的升高略有降低,α板條的寬度也隨著溫度的升高逐漸增加;熱處理后仍以α...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 課題的研究背景
    1.3 鈦合金性能及應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 鈦合金增材制造的分類及特點
    1.5 內(nèi)界面工程
        1.5.1 晶界分類及表征
        1.5.2 重位點陣晶界
        1.5.3 相界概述
        1.5.4 hcp/bcc體系的相界
    1.6 研究內(nèi)容
        1.6.1 電子束增材制造Ti-6Al-4V合金的宏微觀組織特征
        1.6.2 后續(xù)熱處理對電子束增材制造Ti-6Al-4V合金宏微觀組織的影響
        1.6.3 EBM建造方向以及后續(xù)熱處理對合金力學(xué)性能的影響
第二章 電子束增材制造Ti-6Al-4V合金的宏微觀組織特征
    2.1 引言
    2.2 實驗材料
    2.3 實驗方法
        2.3.1 電子束增材制造(EBM)
        2.3.2 孔隙率測試
        2.3.3 粗糙度測試
        2.3.4 EBSD樣品的制備與檢測
        2.3.5 SEM和OM樣品的制備與檢測
        2.3.6 X衍射相分析
        2.3.7 透射電鏡樣品的制備與測試
    2.4 實驗結(jié)果與討論
        2.4.1 粗糙度
        2.4.2 孔隙率和致密度
        2.4.3 打印缺陷
        2.4.4 OM顯微組織
        2.4.5 SEM顯微組織
        2.4.6 相分布及兩相取向關(guān)系
        2.4.7 晶界特征分布
        2.4.8 TEM分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 后續(xù)熱處理對電子束增材制造Ti-6Al-4V合金的宏微觀組織的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗材料與方法
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 熱處理后的OM組織
        3.3.2 熱處理后的SEM組織
        3.3.3 相分布及兩相取向關(guān)系
        3.3.4 晶界特征分布
        3.3.5 TEM分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 EBM建造方向及后續(xù)熱處理對合金力學(xué)性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
        4.2.1 硬度測試
        4.2.2 拉伸實驗測試與斷口掃描
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 硬度分析
        4.3.2 拉伸性能
        4.3.3 拉伸斷口分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
在讀期間公開發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3840921