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电子束选区熔化成形方向选择对TC4合金性能的影响

孙宝福 陈家琪 张瑞 莫力林 黄星光

孙宝福, 陈家琪, 张瑞, 莫力林, 黄星光. 电子束选区熔化成形方向选择对TC4合金性能的影响[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(2): 43-47, 90. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.02.008
引用本文: 孙宝福, 陈家琪, 张瑞, 莫力林, 黄星光. 电子束选区熔化成形方向选择对TC4合金性能的影响[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(2): 43-47, 90. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.02.008
Sun Baofu, Chen Jiaqi, Zhang Rui, Mo Lilin, Huang Xingguang. Influence of forming direction on properties of TC4 alloy during electron beam selective melting[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(2): 43-47, 90. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.02.008
Citation: Sun Baofu, Chen Jiaqi, Zhang Rui, Mo Lilin, Huang Xingguang. Influence of forming direction on properties of TC4 alloy during electron beam selective melting[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(2): 43-47, 90. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.02.008

电子束选区熔化成形方向选择对TC4合金性能的影响

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.02.008
基金项目: 桂林理工大学大学生创新创业训练计划项目
详细信息
    作者简介:

    陈家琪(1998—),男,江苏宿迁人,汉族,硕士,主要研究方向:电子束3D打印成形性能研究,E-mail:1193955269@qq.com

    通讯作者:

    孙宝福(1970—),男,山东枣庄人,副教授,主要研究方向:材料塑性成形,金属增材制造工艺与性能,E-mail:1204605467@qq.com

  • 中图分类号: TF823, TF124.3

Influence of forming direction on properties of TC4 alloy during electron beam selective melting

  • 摘要: 采用电子束选区熔化针对不同成形方向进行打印,利用扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了电子束选区熔化成形Ti-6Al-4V合金的组织特征,获得了成形后Ti-6Al-4V合金力学性能,揭示了成形方向选择对力学性能的影响规律。结果表明:横向打印产品材料抗拉强度能够达到986 MPa、屈服强度能够到达880 MPa、延伸率能够到达11.2%,明显优于纵向打印产品材料的性能;横向打印材料在打印过程中冷却速度较快,β相先转化成α′马氏体,最后分解为α+β相组成的网篮组织;纵向打印材料在打印过程中材料被反复加热,最终形成魏氏组织(过热组织)。
  • 图  1  Arcam A2X 3D打印机

    Figure  1.  Arcam A2X 3D printer

    图  2  EBSM设备原理

    Figure  2.  EBSM equipment schematic diagram

    图  3  Ti-6Al-4V ELI 粉末形貌

    Figure  3.  Morphology of Ti-6Al-4V ELI powder

    图  4  拉力棒试样加工尺寸

    Figure  4.  Dimension drawing of tension bar specimen

    图  5  打印路径示意

    Figure  5.  Printing path diagram

    图  6  试样外观形貌

    Figure  6.  Sample appearance morphology

    图  7  拉力棒拉伸断口电镜扫描形貌

    其中(a)、(b)、(c)为H组横向制备试样,(d)、(e)、(f)为V组纵向制备试样

    Figure  7.  SEM of tensile fracture

    图  8  TC4钛合金拉力棒试样金相显微组织

    Figure  8.  Metallographic microstructure of TC4 tension bar

    表  1  Ti-6Al-4V ELI粉末化学成分

    Table  1.   Chemical compositions of Ti-6Al-4V ELI powder %

    AlVCFeONHTi
    640.030.10.10.010.003Balance
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    表  2  试验工艺参数

    Table  2.   Process parameters

    功率/W速度/(mm·s−1)直径/mm扫描间距/mm
    15004500.50.1
    下载: 导出CSV

    表  3  拉力棒试样室温拉伸力学性能

    Table  3.   Tensile mechanical properties

    试样编号抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率 /%
    H19378828
    H294289214.4
    H393086711.2
    平均值93688011.2
    V17557147.4
    V281679010
    V37807249
    平均值783742.78.8
    下载: 导出CSV
  • [1] Lai Qi, Li Junhan, Wu Enhui, et al. Research progress of electron beam vapor deposition[J]. Iron Steel Vanadium Titanium, 2020,41(4):76−81. (赖奇, 李俊翰, 吴恩辉, 等. 电子束气相沉积的研究进展[J]. 钢铁钒钛, 2020,41(4):76−81.
    [2] Lawrence S Gould. Options in rapid prototyping technology[J]. Automotive Design & Production, 2006,118(4):84−85.
    [3] Tong Shaohui, Li Dong, Deng Zenghui, et al. Effect of elective electron beam melting angle on microstructure of TC4 alloy[J]. Hot Working Technology, 2017,46(18):83−85. (童邵辉, 李东, 邓增辉, 等. 电子束选区熔化成形角度对TC4合金组织的影响[J]. 热加工工艺, 2017,46(18):83−85.
    [4] Yu Zhijun, Chen Zhuo, Qi Guangyuan, et al. Study on electrochemical corrosion properties of Ti-6Al-4V alloy by electron beam 3D printing[J]. Materials Progress in China, 2019,38(2):167−172. (余志君, 陈卓, 祁广源, 等. 电子束3D打印Ti-6Al-4V合金电化学腐蚀性能研究[J]. 中国材料进展, 2019,38(2):167−172.
    [5] Zhao Yongqing. Research and development of titanium alloy[J]. Progress in Titanium Industry, 2005,(4):1−7. (赵永庆. 钛合金的研究与开发[J]. 钛工业进展, 2005,(4):1−7. doi: 10.3969/j.issn.1009-9964.2005.04.001
    [6] Zhao Yongqing, Xin Shewei, Wu Huan, et al. Effect of heat treatment on thermal stability of Ti40 flame retardant titanium alloy[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2008,(4):660−664. (赵永庆, 辛社伟, 吴欢, 等. 热处理对Ti40阻燃钛合金热稳定性能的影响[J]. 稀有金属材料与工程, 2008,(4):660−664. doi: 10.3321/j.issn:1002-185X.2008.04.022
    [7] Gao Jing, Ning Xinglong. Recent application of titanium[J]. Light Metal, 2000,(11):48−51. (高敬, 宁兴龙. 钛应用近况[J]. 轻金属, 2000,(11):48−51. doi: 10.3969/j.issn.1002-1752.2000.11.014
    [8] Yang Xing, Tang Huiping, He Weiwei, et al. Electron beam sintering rapid prototyping technology[J]. Titanium Industry Progress, 2007,(3):10−14. (杨鑫, 汤慧萍, 贺卫卫, 等. 电子束烧结快速成形技术[J]. 钛工业进展, 2007,(3):10−14. doi: 10.3969/j.issn.1009-9964.2007.03.003
    [9] Ge Wenjun, Guo Chao, Lin Feng. Microstructures of components synthesized via electron beam selective melting using blended pre-alloyed powders of Ti6Al4V and Ti45Al7Nb[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2015,44(11):2623−2627. doi: 10.1016/S1875-5372(16)60006-1
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-20
  • 刊出日期:  2021-04-10

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