激光立体成形TC4-DT合金晶内亚结构及强韧化调控

发布时间：2021-08-18 23:54

　　随着航空结构设计理念的转变,先进钛合金已逐渐向具有优异综合力学性能的损伤容限型钛合金方向发展。TC4-DT是我国自主研发的中强高韧损伤容限型钛合金,作为主承力构件已在先进航空航天领域得到广泛应用。激光立体成形技术由于能够实现高性能复杂形状零部件快速、近净成形而在材料加工领域展现出独特优势,近年来得到迅猛发展。然而,激光立体成形TC4-DT钛合金由于晶内亚结构尺寸细小、编织混乱,导致其强度高而塑性低,尤其是和损伤容限性能直接相关的裂纹扩展速率亟待改善。基于此,本文开展了激光立体成形TC4-DT钛合金晶内亚结构调控方法研究,揭示了不同亚结构特征组织在拉伸以及裂纹扩展过程中的强韧化机理,以期为实现高强韧化激光立体成形TC4-DT钛合金构件的制造奠定材料科学基础。主要研究内容及结论如下:（1）研究了两种典型工艺参数制备激光立体成形TC4-DT钛合金时晶内亚结构特征。结果表明,与CO2激光沉积相比,半导体激光沉积可以获得具有面心立方结构的α/β界面相,从而同时提高激光立体成形TC4-DT钛合金的拉伸强度以及塑性。界面相的形成主要是由于快速冷却过程中,钒在α/p界面前沿偏析形成钒原子富集层,从而在... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－３钛合金的典型的显微组织：（ａ）魏氏组织；（ｂ）网篮组织；（ｃ）双态组织；（ｄ）等轴组织［６］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ＋（３?ｐｈａｓｅ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙ：?（ａ）?ｗｉｄｍａｎｓｔａｔｅｎ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；??（ｂ）?ｂａｓｋｅｔｗｅａｖｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｃ）?ｂｉｍｏｄａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｄ）?ｅｑｕｉａｘｅｄ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ１６１??

圓園??圓觀??图１－３钛合金的典型的显微组织：（ａ）魏氏组织；（ｂ）网篮组织；（ｃ）双态组织；（ｄ）等轴组织［６］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ＋（３?ｐｈａｓｅ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙ：?（ａ）?ｗｉｄｍａｎｓｔａｔｅｎ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；??（ｂ）?ｂａｓｋｅｔｗｅａｖｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｃ）?ｂｉｍｏｄａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｄ）?ｅｑｕｉａｘｅｄ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ１６１??３??

１０＊?ｉ０３?１?０５?１?０Ａ?１０５?１０＇?ｌｏ７?１０？??Ｇ?（Ｋ／ｒｎ）??图１－８激光立体成形过程中ＴＣ４与ＴＣ２１钛合金ＣＥＴ转变曲线［５１］??Ｆｉｇ．?１－８?ＣＥＴ?ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＴＣ４?ａｎｄ?ＴＣ２．１?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙｓ?ｉｎ?ＬＳＦ?ｐｒｏｃｅｓｓ［５１］??比例，从而阻断柱状晶生长，获得全等轴晶组织。而ＴＣ４钛合金焰池顶部等轴晶层较??薄，约１００？２００｜ｉｍ，即使增大送粉率，其等轴晶厚度增加仍十分有限，在沉积下一层??时，会将上一层中形成的等轴晶层完全重熔，使得其宏观组织仍然保持了外延生长特性，??１１??


本文编号：3350868