својства замора адитивно произведене легуре титанијума ГР5 засноване на различитим методама накнадне обраде

Различите методе накнадне обраде, као што су топлотна обрада (ХТ), топло изостатичко пресовање (ХИП), ласерска модификација површине, итд., Често се користе за побољшање перформанси адитивно произведених делова. Било је неких студија које покушавају да оптимизују и проучавају ефекте различитих метода накнадне обраде на својства замора адитивно произведених легура. Међутим, није јасно који су главни фактори који утичу на перформансе замора адитивно произведених легура титанијума, тако да оптимална метода накнадне обраде за побољшање чврстоће на замор адитивно произведених легура титанијума још није одређена. Штавише, ефекат примене топлотне обраде пре ХИП третмана на побољшање чврстоће на замор, посебно за легуру Ти-6Ал-4В, једва да је истражен.

Овај чланак проучава и упоређује својства затезања и замора Ти-6Ал-4В легуре припремљене методом ласерског селективног топљења у праху у почетном стању, стању термичке обраде и топлом изостатичком пресовању. Попуните празнине у истраживању у овој области.

 

Почетно стање Ти-6Ал-4В легура добијено 3Д штампањем има највећу границу течења, затезну чврстоћу и тврдоћу; легура Ти-6Ал-4В под условима машинске обраде топлом изостатичком пресовањем (ХТ+ХИП+М) је јача у погледу чврстоће. Ниска, али има највећу дуктилност. Ово је због грубости летве и распадања ′ мартензитне структуре и смањења густине дислокације на граници фазе током топлотне обраде. Подаци о специфичној статичкој чврстоћи и затезној дуктилности приказани су у табели 1.

 

Табела 1 Резултати статичке чврстоће и затезних својстава добијени различитим методама накнадне обраде адитивно произведених легура титанијума. АБ представља почетно стање, ХТ представља стање након термичке обраде на 850 степени током 2 сата, а ХИП представља стање одржано на 920 степени и 120МПа током 2 сата.

 

Слика 1 Микроструктура адитивно произведене легуре титанијума у ​​различитим условима накнадне обраде. (а) АБ: Почетно стање (б) ХТ: 850 степени током 2 сата; (ц) ХИП: 920 степени, 120МПа током 2 сата; (д) ХТ + ХИП стање. Правац означен на десној страни слике је правац слагања материјала приликом штампања.

 

Слика 1 приказује микроструктуру адитивно произведених легура титанијума у ​​различитим стањима накнадне обраде. Ова слика је повратно расејана слика снимљена под електронским микроскопом. На овој слици, фаза са белим контрастом је фаза, а фаза са црно-сивим контрастом је фаза. Јединствене микроструктурне карактеристике штампаних легура титанијума су означене на слици, укључујући оригиналне границе зрна фазе и Видманстаттен структуру. Резултати на слици 2 показују резултате ТЕМ теста у различитим условима пост-процесирања.

 

Слика 2 Резултати ТЕМ посматрања адитивно произведеног Ти-6Ал-4В у различитим стањима накнадне обраде и почетним стањима. (а) АБ; (б) ХТ; (ц) АБ + ХИП; (д) ХТ + ХИП.

 

Термичка обрада, односно ХТ+ХИП услови, примењена је пре топлог изостатичког пресовања, а затим је површина узорка полирана (ХТ + ХИП + М). Утврђено је да је заморна чврстоћа Ти-6Ал-4В значајно побољшана под овим условима, у поређењу са почетно стање је побољшано скоро 5 пута, док је само термичка обрада повећала његову заморну чврстоћу за скоро 3 пута у поређењу са првобитним стањем. Специфична СН крива је приказана на слици 3.

 

Слика 3 СН криве под различитим условима накнадне обраде. Специфична метода накнадне обраде приказана је у легенди у горњем десном углу слике. Међу њима, М значи да је површина узорка полирана, а нема М значи да је површина узорка у стању након што је штампање завршено.

 

Топлотна обрада (ХТ) и топло изостатичко пресовање (ХИП) доводе до промена у микроструктури унутар адитивно произведене Ти-6Ал-4В легуре. Након топлотне обраде, метастабилна игличаста ′ мартензитна структура се распада у + ламеларну структуру, а дебљина ламела се постепено повећава како температура топлотне обраде расте. ХТ третман побољшава чврстоћу на замор у поређењу са АБ стањем, углавном због опструкције -колонија (кристалне групе са сличном оријентацијом зрна) у + ламеларној структури и затезног заосталог напрезања уведеног процесом 3Д штампања. опуштање. Разлог зашто ХИП третман побољшава чврстоћу на замор нису само две тачке које се помињу у ХТ стању, већ такође промовише елиминацију дефеката унутар материјала. Специфични резултати рендгенског μЦТ теста приказани су на слици 4 испод.

 

Слика 4 Тродимензионални прикази реконструкције унутрашњих дефеката у различитим стањима пост-процесирања. (а) АБ; (б) ХТ; (ц) АБ + ХИП; (д) ХТ + ХИП.

Информације о цитату рада:

Бхандари Л, Гаур В. Различите методе накнадне обраде за побољшање особина замора адитивно изграђене Ти-6Ал-4В легуре[Ј]. Међународни часопис за умор, 2023: 107850.