TC4钛合金电子束增材修复组织演变与力学性能分析

发布时间：2020-12-21 09:14

　　TC4钛合金以其优异的综合力学性能广泛用于航空航天领域,但零部件工作环境恶劣造成损坏需及时更换,服役时间短成本高的特点在一定程度上阻碍了航空工业发展。本文针对发动机扭曲叶片端部损伤,采用薄壁平板模拟叶片的端部修复,利用电子束熔丝增材制造方法拟对TC4钛合金薄壁件进行模拟修复。文章从增材沉积过程温度场的仿真模拟和设计单向/往复成形路径、单/双道增材方式、TC4普通/TC4EH调成分焊丝等工艺参数改变的8组对比试验两个方面来探究修复试样组织演变和性能影响。通过计算机模拟仿真发现,同一层道的温度场呈阶梯状分布,层间间隔时间影响沉积层温度分布均匀性。层间间隔内,冷却速度由极快转为缓慢,层数越高冷却速度越缓慢。TC4钛合金薄壁件增材修复试样的宏观形态表现为粗大的原始β柱状晶粒,按特征可分为四个区域,基材热影响区、“层带”结构区、无“层带”表现的均匀区和表层等轴晶区。微观组织表现为细针状的马氏体,自基材开始马氏体针逐渐变细增长。单道增材方式、往复成形路径、TC4EH焊丝成分的试样显微硬度最高;拉伸试验中,TC4EH自制焊丝成分增材试样的平均抗拉强度较高,可达基材的94%,延伸率均达到了基材的90%... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

增材修复试验结构装配图

图 2.2 空间坐标系、成形路径和增材方式示意，采用控制单一变量法，对单向/往复成形自制钛合金焊丝等成形工艺设置 8 组对比试、G/H 为研究单向/往复成形路径变化影响式对比变化影响；A/C、B/D、E/G、F/H 为响。表 2.4 8 组比试验内容试验 内容A 双道单向普通焊丝B 双道往复普通焊丝C 双道单向调成分焊丝D 双道往复调成分焊丝E 单道单向普通焊丝

图 2.3 电子束增材制造系统薄壁件增材修复的温度场模拟通过 MSC.M限元软件的介绍及具体应用将在第三章详及设备试验前，将裁剪好的基板 TC4-1 和辅助试打磨出金属光泽，并用丙酮清洗掉油污，用铜块装配成图 2.1 所示，准备进行试验。的修复试件 D，从图中可以看出，辅助试察发现，成形件的两个侧面成形良好，少，无明显的气孔缺欠情况。

【参考文献】：
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本文编号：2929580