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基于电子束增材制造的TC4钛合金成形件热处理性能研究

黄星光 孙宝福 孙国辉 张建飞

黄星光, 孙宝福, 孙国辉, 张建飞. 基于电子束增材制造的TC4钛合金成形件热处理性能研究[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(6): 102-108. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.014
引用本文: 黄星光, 孙宝福, 孙国辉, 张建飞. 基于电子束增材制造的TC4钛合金成形件热处理性能研究[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(6): 102-108. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.014
Huang Xingguang, Sun Baofu, Sun Guohui, Zhang Jianfei. Research on heat treatment properties of TC4 titanium alloy based on electron beam additive manufacturing[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(6): 102-108. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.014
Citation: Huang Xingguang, Sun Baofu, Sun Guohui, Zhang Jianfei. Research on heat treatment properties of TC4 titanium alloy based on electron beam additive manufacturing[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(6): 102-108. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.014

基于电子束增材制造的TC4钛合金成形件热处理性能研究

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.014
基金项目: 广西创新驱动发展专项资金项目(桂科AA18242046)
详细信息
    作者简介:

    黄星光(1999—),男,广西钦州人,壮族,硕士,主要研究方向:电子束3D打印成形性能研究,E-mail:1144329017@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, TG166.5

Research on heat treatment properties of TC4 titanium alloy based on electron beam additive manufacturing

  • 摘要: 将电子束选区熔化制备的试件增加热处理工艺,利用扫描电子显微镜和金相显微镜研究了热处理后TC4钛合金试件的组织特征;并通过试件力学性能的变化,揭示了不同热处理工艺选择对电子束选区熔化成形产品的影响。结果表明:不论是空冷处理还是炉冷处理,试件在相变点温度以下加热其抗拉强度提升,在相变点温度以上加热其抗拉强度会下降。通过观察微观组织与分析拉伸断口可知,TC4钛合金试件在经过950 ℃和1 000 ℃热处理的组织由于β相转变为魏氏组织而抗拉强度下降;而加热至850 ℃时由于未达到相变点温度,其内部为网篮组织而性能稳定。恰当的热处理工艺能使增材制造成形的TC4钛合金的抗拉强度等力学性能更优。
  • 图  1  EBSM设备内部结构

    Figure  1.  Internal structure of EBSM equipment

    图  2  Ti-6Al-4V ELI 粉末形貌

    Figure  2.  Morphology of Ti-6Al-4V ELI powder

    图  3  常态试件30倍断口形貌

    Figure  3.  Fracture morphology of normal specimens at 30x

    图  4  不同热处理工艺的钛合金试件30倍断口形貌

    Figure  4.  Fracture morphology of titanium alloy specimens with different heat treatment processes at 30x

    图  5  微观断口形貌分析-常态

    Figure  5.  Microscopic fracture morphology analysis-normal

    图  6  不同热处理工艺的钛合金试件1 000倍及5 000倍断口形貌

    Figure  6.  Fracture morphology of titanium alloy specimens with different heat treatment processes at 1 000x and 5 000x

    图  7  不同热处理工艺的钛合金试件金相组织

    Figure  7.  Metallographic microstructure of titanium alloy specimens with different heat treatment processes

    表  1  Ti-6Al-4V ELI粉末化学成分

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

    AlVCFeONHTi
    640.030.10.10.010.003Balance
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    表  2  钛合金试件热处理工艺参数

    Table  2.   Heat treatment process parameters of titanium alloy specimen

    序号加热温度/℃保温时间/h冷却方式
    18501空冷
    29501空冷
    310001空冷
    48501炉冷
    59501炉冷
    610001炉冷
    7常态常态常态
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    表  3  拉伸试件室温拉伸力学性能

    Table  3.   Tensile mechanical properties of titanium alloy specimens

    试件编号抗拉强度/MPa屈服强度/MPa断面收缩率/%
    常态740.52739.6032.3
    FC850762.82762.2124.3
    FC950686.94309.1419.5
    FC1000544.23244.879.1
    AC850747.14734.9120.1
    AC950727.28352.2317.2
    AC1000555.44249.5611.2
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-07
  • 刊出日期:  2021-12-31

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