固溶时效对激光同轴送粉增材制造TC4组织与性能的影响

发布时间：2023-11-17 19:11

　　TC4作为最常见和最为广泛使用的钛合金之一,在航空和航天等领域具有重要的应用前景。传统的钛合金制造技术存在许多缺点,如生产周期较长,材料利用率较低,制造成本相对较高,并且难以制造复杂结构件等一系列问题。激光同轴送粉增材制造技术,是一种通过分层堆积的方式将数字化模型直接制成实体零部件的一种技术。该技术为钛合金制备提供了低成本、短周期、减重明显及高质量的有效途径。本文采用同轴送粉方式对TC4钛合金进行了激光增材制造试验,主要研究了激光功率、扫描速度及粉盘转速对沉积层外观形貌、熔宽及熔高的影响规律,通过正交试验获得了外观成形良好,满足尺寸要求且内部无缺陷的沉积层。采用最佳工艺参数制备拉伸试样,并对其进行固溶时效处理。采用万能拉伸试验机对沉积态和固溶时效态的试样进行了拉伸试验,通过金相显微镜、扫描电子显微镜及X-射线衍射仪对沉积态和固溶时效态组织结构和相组成进行了分析。研究了固溶温度和时间及时效温度和时间对激光同轴送粉增材制造TC4钛合金组织与性能的影响规律。试验结果表明,在激光增材制造单道试验中,随着激光功率的增大,熔高先增加然后略有下降,熔宽持续增加;随着扫描速度的增大,熔高与熔宽持续减小...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光增材制造技术
        1.2.1 激光同轴送粉增材制造技术原理
        1.2.2 激光同轴送粉增材制造技术优势
        1.2.3 激光同轴送粉增材制造技术难点
        1.2.4 激光增材制造技术的研究现状及发展趋势
        1.2.5 激光增材制造技术的应用
    1.3 钛合金
        1.3.1 钛合金分类
        1.3.2 钛合金应用
        1.3.3 TC4 钛合金
        1.3.4 钛合金的固溶时效处理
    1.4 课题来源与研究意义
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究意义
    1.5 课题研究内容
第2章 试验条件及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
        2.2.1 激光器
        2.2.2 送粉器
        2.2.3 数控机床及密封箱体
        2.2.4 激光加工头
        2.2.5 水冷机
    2.3 研究内容及试验方案
    2.4 分析测试方法
    2.5 分析测试与热处理设备
第3章 激光增材制造TC4 基础工艺试验
    3.1 单道激光沉积试验
        3.1.1 激光功率对沉积层尺寸形貌的影响
        3.1.2 扫描速度对沉积层尺寸形貌的影响
        3.1.3 粉盘转速对沉积层尺寸形貌的影响
    3.2 最优工艺参数匹配
第4章 固溶时效对激光增材制造TC4 组织与性能的影响
    4.1 沉积态TC4 钛合金组织及性能分析
        4.1.1 沉积态试样宏观形貌及显微组织
        4.1.2 沉积态性能分析
    4.2 钛合金基本组织与热处理条件选择
        4.2.1 TC4 钛合金的基本组织形成
        4.2.2 固溶时效条件选择
    4.3 固溶时效态合金的相组成
    4.4 固溶时效处理对激光增材制造TC4 组织的影响
        4.4.1 固溶温度对组织的影响
        4.4.2 固溶时间对组织的影响
        4.4.3 时效温度对组织的影响
        4.4.4 时效时间对组织的影响
    4.5 固溶时效处理对激光增材制造TC4 性能的影响
        4.5.1 固溶温度对性能的影响
        4.5.2 固溶时间对性能的影响
        4.5.3 时效温度对性能的影响
        4.5.4 时效时间对性能的影响
        4.5.5 沉积态与固溶时效态拉伸断口形貌分析
    4.6 工艺稳定性验证
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3864722