þreytueiginleikar aukframleiddra GR5 títan álfelgur byggt á mismunandi eftirvinnsluaðferðum
Mismunandi eftirvinnsluaðferðir, svo sem hitameðferð (HT), heit ísóstatísk pressun (HIP), breytingar á yfirborði leysir o.s.frv., eru oft notaðar til að bæta afköst aukaframleiddra hluta. Nokkrar rannsóknir hafa verið gerðar þar sem reynt er að hagræða og rannsaka áhrif mismunandi eftirvinnsluaðferða á þreytueiginleika blöndunnar sem eru framleiddar með aukefnum. Hins vegar er ekki ljóst hverjir eru helstu þættirnir sem hafa áhrif á þreytuframmistöðu títanblendi sem eru framleidd í auknum mæli, þannig að ákjósanleg eftirvinnsluaðferð til að bæta þreytustyrk títanblendi sem framleidd er með aukefnum hefur ekki enn verið ákveðin. Ennfremur hefur varla verið könnuð áhrif þess að beita hitameðhöndlun fyrir HIP-meðferð á að bæta þreytustyrk, sérstaklega fyrir Ti-6Al-4V málmblöndur.
Þessi grein rannsakar og ber saman tog- og þreytueiginleika Ti-6Al-4V álfelgurs sem er framleitt með duftlagsleysissértækri bræðsluaðferð í upphafsástandi, hitameðhöndlunarástandi og heitu jafnstöðuþrýstingsástandi. Fylltu í rannsóknareyður á þessu sviði.
Upphafsástandið Ti-6Al-4V álfelgur sem fæst með þrívíddarprentun hefur hæsta uppskeruþol, togstyrk og hörku; Ti-6Al-4V álfelgur við vinnsluaðstæður fyrir heita jafnstöðupressu hitameðhöndlunarvélar (HT+HIP+M) er sterkari hvað varðar styrk. Lágt, en hefur mesta sveigjanleika. Þetta stafar af grófgerð lambs og niðurbrots martensítbyggingar og minnkunar á þéttleika fasamarkaskiptingar við hitameðferð. Upplýsingar um sértæka stöðustyrk og togþol eru sýnd í töflu 1.
Tafla 1 Niðurstöður truflanastyrks og togeiginleika sem fást með mismunandi eftirvinnsluaðferðum á títanblöndur sem eru framleiddar með aukefnum. AB táknar upphafsástandið, HT táknar ástandið eftir hitameðferð við 850 gráður í 2 klukkustundir og HIP táknar ástandið sem haldið er við 920 gráður og 120MPa í 2 klukkustundir.
Mynd 1 Örbygging títanálblöndu sem er framleidd í auknum mæli við mismunandi aðstæður eftir vinnslu. (a) AB: Upphafsástand (b) HT: 850 gráður í 2 klukkustundir; (c) Mjöðm: 920 gráður, 120MPa í 2 klukkustundir; (d) HT + HIP ástand. Stefnan sem er merkt hægra megin á myndinni er stöflunarstefna efnisins við prentun.
Mynd 1 sýnir örbyggingu títanblöndur sem eru framleiddar með aukefnum í mismunandi eftirvinnsluástandi. Þessi mynd er afturdreifð mynd tekin undir rafeindasmásjá. Á þessari mynd er fasinn með hvítri birtuskil fasinn og fasinn með svörtu og gráu birtuskil er fasinn. Einstök örbyggingareiginleikar prentaðra títan málmblöndur eru merktir á myndinni, þar á meðal upprunalegu fasa kornmörkin og Widmanstatten uppbyggingu. Niðurstöðurnar á mynd 2 sýna TEM prófunarniðurstöðurnar við mismunandi eftirvinnsluaðstæður.
Mynd 2 TEM-athugunarniðurstöður af samsettum Ti-6Al-4V í mismunandi eftirvinnsluástandi og upphafsstöðu. (a) AB; (b) HT; (c) AB + HIP; (d) HT + HIP.
Hitameðferð, það er HT+HIP skilyrði, var beitt fyrir heita jafnstöðupressu og síðan var sýnisyfirborðið slípað (HT + HIP + M). Það kom í ljós að þreytustyrkur Ti-6Al-4V var verulega bættur við þetta ástand, samanborið við Upphafsástandið var næstum því fimmfalt bætt á meðan hitameðferð ein og sér jók þreytustyrk þess um næstum 3 sinnum miðað við upprunalegt ástand. Sérstakur SN ferillinn er sýndur á mynd 3.
Mynd 3 SN ferlar við mismunandi eftirvinnsluaðstæður. Sértæka eftirvinnsluaðferðin er sýnd í skýrslunni í efra hægra horninu á myndinni. Meðal þeirra þýðir M að sýnisyfirborðið sé slípað og ekkert M þýðir að sýnisyfirborðið sé í ástandi eftir að prentun er lokið.
Hitameðhöndlun (HT) og heit ísóstatísk pressun (HIP) leiða til breytinga á örbyggingu innan viðbótarframleiddu Ti-6Al-4V málmblöndunnar. Eftir hitameðhöndlun brotnar metstöðug nállaga ′ martensít uppbygging niður í + lamellar uppbyggingu og þykkt lamellunnar eykst smám saman eftir því sem hitameðhöndlunarhitinn eykst. HT meðferðin bætir þreytustyrkinn samanborið við AB ástand, aðallega vegna hindrunar á -nýlendum (kristalhópum með svipaða kornstefnu) í + lamellar uppbyggingu og togstreitu sem leifar af 3D prentunarferlinu. slökun. Ástæðan fyrir því að HIP meðferð bætir þreytustyrkinn er ekki aðeins þessi tvö atriði sem nefnd eru í HT ástandinu, heldur stuðlar einnig að því að útrýma galla innan efnisins. Sérstakar röntgengeisla μCT prófunarniðurstöður eru sýndar á mynd 4 hér að neðan.
Mynd 4 Þrívíddar endurbyggingarmyndir af innri göllum við mismunandi eftirvinnsluástand. (a) AB; (b) HT; (c) AB + HIP; (d) HT + HIP.
Upplýsingar um tilvitnanir í pappír:
Bhandari L, Gaur V. Mismunandi eftirvinnsluaðferðir til að bæta þreytueiginleika samsettra Ti-6Al-4V málmblöndur[J]. International Journal of Fatigue, 2023: 107850.
