priodweddau blinder aloi titaniwm GR5 a weithgynhyrchir yn ychwanegyn yn seiliedig ar wahanol ddulliau ôl-brosesu

Defnyddir gwahanol ddulliau ôl-brosesu, megis triniaeth wres (HT), gwasgu isostatig poeth (HIP), addasu arwyneb laser, ac ati, yn aml i wella perfformiad rhannau a weithgynhyrchir yn ychwanegyn. Bu rhai astudiaethau yn ceisio optimeiddio ac astudio effeithiau gwahanol ddulliau ôl-brosesu ar briodweddau blinder aloion a weithgynhyrchir yn ychwanegyn. Fodd bynnag, nid yw'n glir beth yw'r prif ffactorau sy'n effeithio ar berfformiad blinder aloion titaniwm a weithgynhyrchir yn ychwanegyn, felly nid yw'r dull ôl-brosesu gorau posibl i wella cryfder blinder aloion titaniwm a weithgynhyrchir yn ychwanegol wedi'i bennu eto. At hynny, prin yr archwiliwyd effaith defnyddio triniaeth wres cyn triniaeth HIP ar wella cryfder blinder, yn enwedig ar gyfer aloi Ti-6Al{-4V.

Mae'r erthygl hon yn astudio ac yn cymharu priodweddau tynnol a blinder aloi Ti-6Al-4V a baratowyd gan ddull toddi dethol laser gwely powdr yn y cyflwr cychwynnol, cyflwr triniaeth wres a chyflwr gwasgu isostatig poeth. Llenwch y bylchau ymchwil yn y maes hwn.

 

Yr aloi cyflwr cychwynnol Ti-6Al-4V a geir trwy argraffu 3D sydd â'r cryfder cynnyrch uchaf, cryfder tynnol a chaledwch; mae'r aloi Ti{3}}Al{-4V o dan amodau prosesu peiriannau trin gwres gwasgu isostatig poeth (HT+HIP+M) yn gryfach o ran cryfder. Isel, ond sydd â'r hydwythedd uchaf. Mae hyn oherwydd bod y lath yn mynd yn fwy bras a dadelfennu strwythur ′ martensite a lleihau dwysedd datgymaliad ffin cam yn ystod triniaeth wres. Dangosir cryfder statig penodol a data hydwythedd tynnol yn Nhabl 1.

 

Tabl 1 Canlyniadau cryfder statig a phriodweddau tynnol a gafwyd trwy wahanol ddulliau ôl-brosesu o aloion titaniwm a weithgynhyrchir yn ychwanegol. Mae AB ​​yn cynrychioli'r cyflwr cychwynnol, mae HT yn cynrychioli'r wladwriaeth ar ôl triniaeth wres ar 850 gradd am 2 awr, ac mae HIP yn cynrychioli'r cyflwr a gynhelir ar 920 gradd a 120MPa am 2 awr.

 

Ffigur 1 Microstrwythur aloi titaniwm a weithgynhyrchir yn ychwanegyn o dan amodau ôl-brosesu gwahanol. (a) AB: Cyflwr cychwynnol (b) HT: 850 gradd am 2 awr; (c) HIP: 920 gradd, 120MPa am 2 awr; (d) cyflwr HT + HIP. Y cyfeiriad a nodir ar ochr dde'r ffigur yw cyfeiriad pentyrru'r deunydd wrth argraffu.

 

Mae Ffigur 1 yn dangos microstrwythur aloion titaniwm a weithgynhyrchir yn ychwanegol o dan wahanol gyflyrau ôl-brosesu. Mae'r llun hwn yn ddelwedd ôl-wasgaredig a dynnwyd o dan ficrosgop electron. Yn y ddelwedd hon, y cyfnod gyda chyferbyniad gwyn yw'r cam, a'r cyfnod gyda chyferbyniad du a llwyd yw'r cyfnod. Mae nodweddion microstrwythurol unigryw aloion titaniwm printiedig wedi'u marcio yn y ffigur, gan gynnwys y ffiniau grawn cyfnod gwreiddiol a strwythur Widmanstatten. Mae'r canlyniadau yn Ffigur 2 yn dangos canlyniadau'r prawf TEM o dan amodau ôl-brosesu gwahanol.

 

Ffigur 2 Canlyniadau arsylwi TEM o Ti-6Al-4V a gynhyrchwyd yn ychwanegyn mewn gwahanol gyflyrau ôl-brosesu a chyflyrau cychwynnol. (a) AB; ( b ) HT; ( c ) AB + HIP; (ch) HT + HIP.

 

Cymhwyswyd triniaeth wres, hynny yw, amodau HT + HIP, cyn gwasgu isostatig poeth, ac yna cafodd wyneb y sampl ei sgleinio (HT + HIP + M). Canfuwyd bod cryfder blinder Ti-6Al{-4V wedi gwella'n sylweddol o dan yr amod hwn, o'i gymharu â Roedd y cyflwr cychwynnol wedi gwella bron i 5 gwaith, tra bod triniaeth wres yn unig wedi cynyddu ei gryfder blinder bron. 3 gwaith o'i gymharu â'r cyflwr gwreiddiol. Dangosir y gromlin SN benodol yn Ffigur 3.

 

Ffigur 3 cromliniau SN o dan amodau ôl-brosesu gwahanol. Dangosir y dull ôl-brosesu penodol yn y chwedl yng nghornel dde uchaf y ffigur. Yn eu plith, mae M yn golygu bod wyneb y sampl wedi'i sgleinio, ac nid oes unrhyw M yn golygu bod yr arwyneb sampl yn y cyflwr ar ôl cwblhau'r argraffu.

 

Mae triniaeth wres (HT) a gwasgu isostatig poeth (HIP) yn arwain at newidiadau yn y microstrwythur o fewn yr aloi Ti-6Al{-4V a weithgynhyrchir yn ychwanegyn. Ar ôl triniaeth wres, mae'r strwythur metastable ′ martensite acicular yn dadelfennu i + strwythur lamellar, ac mae trwch lamellae yn cynyddu'n raddol wrth i dymheredd y driniaeth wres gynyddu. Mae'r driniaeth HT yn gwella cryfder blinder o'i gymharu â chyflwr AB, yn bennaf oherwydd rhwystr -colonies (grwpiau crisial â chyfeiriadedd grawn tebyg) yn y strwythur + lamellar a'r straen gweddilliol tynnol a gyflwynwyd gan y broses argraffu 3D. ymlacio. Y rheswm pam mae triniaeth HIP yn gwella cryfder blinder nid yn unig yw'r ddau bwynt a grybwyllir yn y cyflwr HT, ond hefyd yn hyrwyddo dileu diffygion o fewn y deunydd. Dangosir canlyniadau prawf μCT pelydr-X penodol yn Ffigur 4 isod.

 

Ffigur 4 Rendro adluniad tri dimensiwn o ddiffygion mewnol o dan wahanol gyflyrau ôl-brosesu. (a) AB; ( b ) HT; ( c ) AB + HIP; (ch) HT + HIP.

Gwybodaeth dyfyniadau papur:

Bhandari L, Gaur V. Gwahanol ddulliau ôl-brosesu i wella priodweddau blinder aloi Ti-6Al-4V a adeiladwyd yn ychwanegyn[J]. International Journal of Blinder, 2023: 107850.