东莞市中堂镇本色真空光亮热处理咨询电话
在激光粉末床熔融技术的应用中,α+β双相钛合金因其比强度高、耐高温、耐腐蚀、生物相容性好、可焊性(成形件无裂纹)等特点,在航空航天、海洋工程、军事装备与生物医疗等众多领域都有着大量应用。然而,该技术还面临着致密度低与组织性能各向异性较严重等问题,以及针对高强高韧需求与高强高断裂韧性抗蠕变需求的微观组织设计难题。
为此,澳大利亚莫纳什大学吴鑫华教授(澳大利亚技术科学与工程院院士、莫纳什大学副校长)团队对目前已报道的激光粉末床熔融制备Ti-6Al-4V(我国牌号:TC4)工作进行了总结综述,包括成形工艺、成形质量、微观组织演化与性能调控等方面,并且为激光粉末床熔融制备双相钛合金有待探索的领域指明了探究方向。
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在这篇综述论文中,主体内容分为三个方面:(1)激光粉末床熔融工艺
图2为选区激光熔化/激光粉末床熔融(SLM/LBPF)技术示意图。在成形过程中,工艺参数与扫描策略对缺陷形成、残余应力和表面质量都有着大的影响。
图2 选区激光熔化/激光粉末床熔融(SLM/LBPF)技术示意图
如图3所示,通过合理的工艺参数组合才能得到高致密度样件,过高或过低的激光功率与扫描速度等参数均可引入不同类型的缺陷。
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由于钛合金原材料成本较高,国外70%一80%的钛材料用在航空、航天工业上。我国航空、航天领域对钛合金的需求也大。目前我国在研的飞机钛合金用量比例在10%~12%左右,军用飞机的用钛量比例更高,在20%一30%左右,而军用飞机发动机的用钛量比例在30%以上。新型火箭、导弹的用钛量也在增加。本文主要综述美、俄、英、日、中等国钛在航空、航天领域的研究和应用的进展,可为我国钛工业的在航空、航天领域的应用和发展起到一定的借鉴作用。
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钛合金优良的特性表现在:密度小(4.51g/cm3,钢的 57%)、强度高(抗拉强度680-1180Mpa)、硬度高(30-40HRC)、工作温度范围宽(高热600℃、低温-253℃)、耐蚀性好、无磁、热导率小、抗阻尼性能低等。
近年来,钛合金在航空航天、海洋工程、船舶、汽车、化工、电子、医疗、电力等行业的需求日益增多,广泛的市场需求正逐步加速钛合金锻造工艺与技术的发展。
本文主要为大家讲解一下钛合金热处理种类和热处理规范,有不当之处,欢迎指正。
01、钛合金热处理种类
钛合金常用的热处理方法为退火、固溶和时效处理。退火适用于各类钛合金,主要是为了获得最佳的力学性能,消除应力、提高塑性和稳定组织。固溶和时效处理是钛合金强化的主要手段。
去应力退火
退火温度比再结晶温度低100-250℃;
目的是为消除或减少加工过程中出现的内应力,防止和减少变形。
完全退火
又称:再结晶退火
退火温度接近再结晶温度和β转变点之间,退火过程主要发生再结晶,温度高于该合金的再结晶温度。
目的是降低硬度、提高塑性、稳定组织、改善加工性能。
双重退火
包括高温和低温两次退火,退火后空冷;高温为β转变点以下20-160℃,低温为相变点以下300-500℃。
目的是提高组织和性能的稳定性。
等温退火
双重退火的特殊形式
先加热到β转变点以下20-160℃,保温后,转移到低温炉(600-650℃)保温,然后出炉空冷到室温。
适用于β稳定元素含量较高的钛合金,采用缓慢冷却,使β相充分分解。
目的是得到稳定组织。
固溶处理
α+β两相区转变温度以上,β转变点以下28-83℃以下加热,特殊情况也可在β转变点以上加热,随后淬火。
目的是获得高比例时效强化的亚稳态β相。
时效处理
一般在425-650℃之间加热,时效温度和时效时间可以根据时效硬化曲线确定;
目的是促进亚稳态β相的分解或析出,从而提高合金强度。