電子束快速成型TC18拉伸變形行為及變形機(jī)制的研究.pdf

1、鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、線膨脹系數(shù)小、無(wú)磁性等許多優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)鈦合金在航空航天、化工、軍工、車(chē)輛工程、生物醫(yī)學(xué)工程和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域都有著非常重要的應(yīng)用。TC18鈦合金是一種析出相強(qiáng)化的過(guò)渡型α+β鈦合金，相當(dāng)于前蘇聯(lián)的BT22合金，其名義成分為 Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe。TC18鈦合金具有強(qiáng)度高、淬透深度好等特點(diǎn)，適合于制造大型航空承力結(jié)構(gòu)件。本文系統(tǒng)研究了電子束快速成型TC18鈦合金的拉伸變形行為以及

2、不同熱處理對(duì)TC18顯微組織及顯微硬度的影響。
　　電子束快速成型是剛剛興起的一項(xiàng)增材制造技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分層處理零件三維模型，進(jìn)而生成加工流程圖。利用電子束作為熱源，將金屬絲材熔化，依照設(shè)計(jì)加工流程圖進(jìn)行逐層累積，利用冶金結(jié)合，使相鄰兩層緊密結(jié)合，直至生產(chǎn)出完整的金屬零件。此項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是：材料和能量利用率高、生產(chǎn)速度快等。適用于大、中型鈦合金等金屬零件的制造與修復(fù)。
　　本文系統(tǒng)的研究了TC18合金電子束熔絲沉積

3、快速成型條件下，合金柱狀晶生長(zhǎng)方向與拉伸主應(yīng)力方向呈不同角度時(shí)材料的拉伸變形行為及其損傷變形機(jī)制以及不同熱處理對(duì)TC18顯微組織及顯微硬度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，柱狀晶生長(zhǎng)方向與拉伸主應(yīng)力方向之間呈現(xiàn)的不同角度對(duì)材料的拉伸變形行為有著重要的影響。當(dāng)取樣方向與柱狀晶生長(zhǎng)方向水平時(shí)塑性最好，斷裂方式為明顯的韌性斷裂；當(dāng)取樣方向與柱狀晶生長(zhǎng)方向呈45°時(shí)，材料的強(qiáng)度和塑性達(dá)到良好的匹配；而取樣方向與柱狀晶生長(zhǎng)方向呈90°時(shí)，材料易發(fā)生脆性斷裂，斷裂

4、方式為脆性沿晶斷裂。在單重退火條件下，隨著退火溫度升高，初生α相體積分?jǐn)?shù)減少，長(zhǎng)寬比降低，對(duì)亞穩(wěn)態(tài)β基體顯微硬度影響不大；在雙重退火條件下，低溫退火導(dǎo)致細(xì)小條狀α相析出，使β基體顯微硬度顯著提高；隨著低溫退火溫度升高，細(xì)小條狀α相長(zhǎng)大、粗化，彌散強(qiáng)化作用降低，從而使β基體硬度降低；在三重退火條件下，第二重中溫退火影響竹葉狀一次α相的析出量、尺寸和形態(tài)，但對(duì)β基體硬度影響不大；第三重低溫退火過(guò)程中同樣會(huì)析出細(xì)小的條狀二次α相，導(dǎo)致β基體顯