激光增材制造Ti-6Al-4V合金的动态力学性能研究

发布时间：2022-04-23 08:40

　　Ti-6Al-4V（TC4）钛合金是一种中等强度的α+β型两相钛合金,具有优异的综合性能,在航空和航天、军事装备等领域等得到广泛地应用。但是这些材料在使用过程中经常受到外来物体的冲击,造成材料失效破坏,因此研究材料的动态力学性能十分必要。本文通过激光选区熔化制备TC4钛合金试样进行实验,研究激光扫描速度和成型角度等工艺参数对成型质量的影响,并采用热处理工艺调控材料的微观组织,最后使用分离式霍普金森压杆测试试样的抗冲击性能。探索改善激光选区熔化成型TC4钛合金的微观组织、提高材料综合力学性能的途径。取得的主要研究成果和结论如下:1.随着扫描速度从1.0 m/s增加到1.6 m/s,流变应力和能量吸收先增加后急剧下降,但没有试样破裂。当扫描速度为1.2 m/s时,流变应力和能量吸收得到最大值,分别为1480 MPa和58 J/cm~3。流变应力和能量吸收随着成型角度的增加而增大,但只有成型角度为45°的试样发生了剪切破坏。此外,流变应力和能量吸收随着应变率的增加而增大,表现出明显的应变率强化效应。试样在应变率为2100/s时最终发生破坏,表现为韧性/脆性混合断裂模式。2.经过不同温度和时间... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 增材制造钛合金工艺研究概述
    1.4 钛合金力学性能研究进展
        1.4.1 钛合金准静态力学性能研究进展
        1.4.2 传统工艺制造钛合金动态力学性能研究进展
        1.4.3 增材制造钛合金动态力学性能研究进展
        1.4.4 热处理增材制造钛合金动态力学性能影响研究进展
    1.5 论文主要研究内容
2 实验内容和实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方法
        2.2.2 微观组织检测
        2.2.3 力学性能测试
3 激光选区熔化TC4钛合金的微观组织及动态力学性能
    3.1 工艺参数对TC4钛合金性能的影响
        3.1.1 扫描速度对TC4钛合金性能的影响
        3.1.2 成型角度对TC4钛合金性能的影响
    3.2 应变率对TC4钛合金性能的影响
        3.2.1 TC4钛合金动态力学响应
        3.2.2 不同应变率对TC4钛合金织构的影响
    3.3 本章小结
4 固溶处理对TC4钛合金微观组织和动态力学性能的影响
    4.1 固溶处理对TC4钛合金微观组织的影响
        4.1.1 固溶温度对TC4钛合金微观组织的影响
        4.1.2 固溶时间对TC4钛合金微观组织的影响
    4.2 固溶热处理对TC4钛合金动态力学性能的影响
        4.2.1 固溶温度对TC4钛合金动态力学性能的影响
        4.2.2 固溶时间对TC4钛合金动态力学性能的影响
    4.3 本章小结
5 固溶加时效处理对TC4钛合金微观组织和动态力学性能的影响
    5.1 固溶加时效处理对TC4钛合金微观组织的影响
        5.1.1 固溶加时效温度对TC4钛合金微观组织的影响
        5.1.2 固溶加时效时间对TC4钛合金微观组织的影响
    5.2 固溶加时效热处理对TC4钛合金动态力学性能的影响
        5.2.1 固溶加时效温度对TC4钛合金动态力学性能的影响
        5.2.2 固溶加时效时间对TC4钛合金动态力学性能的影响
    5.3 本章小结
6 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光修复TC4钛合金材料动态力学性能[J]. 王涛,乔伟林,李战,王盛,王宁,王浩.  机械科学与技术. 2019(07)
[2]热处理对激光选区熔融TC4合金性能的影响[J]. 周俊,云忠,汤晓燕,舒鼎.  金属热处理. 2018(10)
[3]低温固溶及时效处理对TC4钛合金棒材组织及力学性能的影响[J]. 杜刚,孙小平,高玉社,王玮东,侯峰起,付宝全,刘向宏.  稀有金属材料与工程. 2018(06)
[4]TC4钛合金动态力学性能及本构模型研究[J]. 惠旭龙,牟让科,白春玉,刘小川,史同承.  振动与冲击. 2016(22)
[5]Dynamic compressive behaviour of Ti-6Al-4V alloy processed by electron beam melting under high strain rate loading[J]. A.Mohammadhosseini,S.H.Masood,D.Fraser,M.Jahedi.  Advances in Manufacturing. 2015(03)
[6]高应变率下TC4-DT钛合金的动态力学性能及塑性本构关系[J]. 张长清,谢兰生,陈明和,商国强.  中国有色金属学报. 2015(02)
[7]合金元素对TC4钛合金动态力学性能的影响[J]. 刘清华,惠松骁,叶文君,王国,胡光山.  稀有金属材料与工程. 2013(07)
[8]不同组织状态TC4 ELI钛合金动态力学性能研究[J]. 刘清华,惠松骁,叶文君,王国,胡光山.  稀有金属. 2012(04)
[9]TC4钛合金轧板的织构对动态力学性能影响[J]. 尤振平,惠松骁,叶文君,于洋,刘睿.  稀有金属. 2012(01)

博士论文
[1]激光选区熔化成形Ti-6Al-4V合金的组织演变及调控[D]. 杨晶晶.华中科技大学 2017

硕士论文
[1]热处理对TC4钛合金组织、性能的影响及残余应力消除方法的研究[D]. 谭玉全.重庆大学 2016
[2]选区激光熔化成型医用Ti-6Al-4V合金的组织和性能研究[D]. 蒋军杰.重庆大学 2015
[3]TC4钛合金力学性能测试及动态材料模型研究[D]. 陈敏.南京航空航天大学 2012
[4]激光快速成形TC4钛合金的组织和力学性能研究[D]. 张霜银.西北工业大学 2006
[5]Ti-6Al-4V绝热剪切形变中热/力学参量的数值模拟及其剪切带内微观组织演化机制的探讨[D]. 程信林.中南大学 2004



本文编号：3646907