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特种铸造及有色合金:激光成形工艺对TB18钛合金微观组织的影响

2023-06-25
摘要:基于此,采用激光立体成形技术制备TB18钛合金,研究激光立体成形过程中激光功率、送粉率、扫描速度等关键工艺参数对单道沉积层形貌特征和块体微观组织的影响,并优化激光立体成形工艺参数,为进一步研究激光立体成形TB18钛合金的组织和性能调控提供参考。

  【作 者】张颖;李明祥;胡生双;赵虎;胡广;欧阳德来

  航空领域是各国争相发展的重点方向之一,是国家高端装备的典型代表行业。面向该领域的高性能构件大多在极端条件下服役,此类环境往往要求零部件具备超强承载、超轻量化 等 特 性[1~3]。TB18钛 合 金 是 近 年研制出的一种兼具高强、高韧特性的航空用钛合金,经合适的热处理后强度高达1400 MPa[4],远高于目前服役的 TC18、TC21等钛合金[5,6]。该合金的成功研制填补了我国在1400 MPa级高强、高韧钛合金的空白,未来可替代相应强度级别的合金钢,并应用于制造航空结构件。

  基于此,采用激光立体成形技术制备TB18钛合金,研究激光立体成形过程中激光功率、送粉率、扫描速度等关键工艺参数对单道沉积层形貌特征和块体微观组织的影响,并优化激光立体成形工艺参数,为进一步研究激光立体成形TB18钛合金的组织和性能调控提供参考。

  【结 论】

  (1)单道沉积层具有熔池底部向外沿生长的柱状晶组织特征,单道沉积层宽度随激光功率增加、扫描速度和送粉率的减小而增加。

  (2)随扫描速度和激光功率增大、送粉量降低,单道沉积层宽高比增大,宽高比影响程度依次为扫描速度>激光功率>送粉率。

  (3)激光成形TB18钛合金微观组织均为双态组织,增加扫描速度,合金组织由α+β相分明的双态组织向次生α 相均匀分布在β基体的组织特征转变。

  (4)综合冶金质量及沉积效率,成形工艺参数应采用扫描速度为800~1000mm/min、激光功率为3.0~3.5kW、送粉率为25~30g/min为宜。

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