Recent, echipa Prof. Chunping Huang de la Universitatea de Aeronautică și Astronautică Nanchang (NUAA) a efectuat o serie de studii privind proprietățile mecanice și ignifugarea aliajului de titan Ti40 ignifug prin tehnologia LSF. Echipa a luat ca obiect de cercetare aliajul tipic de titan ignifug Ti40 și a pregătit aliajul de titan ignifug Ti40 prin tehnologia LSF. Au fost investigate microstructura, proprietățile mecanice și proprietățile ignifuge ale specimenelor de stereoformare cu laser și ale specimenelor de forjare convenționale, iar proprietățile de ignifugare și proprietățile mecanice ale specimenelor de stereoformare cu laser, care sunt superioare celor ale specimenelor de forjare convenționale, au fost, de asemenea, studiate și discutate. . Rezultatele cercetării aferente au fost publicate în Journal of Manufacturing Processes sub titlul „Atingerea proprietăților mecanice și rezistente la ardere superioare ale aliajului Ti40 prin formare solidă cu laser”. a proceselor de fabricație. Lucrarea a fost scrisă de studentul MS Ki-Min Huang, iar autorii corespunzători sunt Dr. Feng-Gang Liu și Prof. Chun-Ping Huang.
Aliajul de titan ignifug Ti40 (Ti-15V{-25Cr) este un nou tip de aliaj de titan extrem de stabil, cu proprietăți mecanice complete excelente și proprietăți ignifuge, care este utilizat pe scară largă în componentele compresoarelor ventilatoare. de motoare mari cu raporturi de aspect ridicate și alte structuri. Cu toate acestea, plasticitatea și fluiditatea slabă la temperatură ridicată duc la costuri ridicate, timp de ciclu lung și utilizare scăzută a materialului în prelucrarea convențională.
Prin urmare, există o nevoie urgentă de a găsi o nouă tehnologie de producție pentru a îmbunătăți aceste probleme. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de fabricație aditivă, formarea solidă cu laser (LSF) bazată pe placarea cu laser și tehnologia de prototipare rapidă a fost de asemenea aplicată pe scară largă. Poate fabrica piese direct din modele CAD și poate repara piesele deteriorate, ceea ce aduce noi idei și metode pentru prelucrarea și fabricarea aliajelor de titan ignifuge.
Fig. 1 Diagrama schematică a stereoformarii laser și a topografiei bloc LSF:
(a) stereoformare cu laser; (b) (c) bloc LSF
Fig. 2 Diagrama schematică a procesului experimental de prelevare a blocurilor LSF și ablație:
(a) Eșantionare în bloc (b) Tratament experimental de ablație (c) Prelevare de probe de ablație
Fig. 3 Schema schematică a mecanismului de ignifugare al aliajului Ti40
Fig. 4 Imagine în secțiune transversală a aliajului Ti40:
(A) regiunea superioară a probei LSFed; (B) regiunea mijlocie a probei LSFed; (C) regiunea inferioară a probei LSFed; (D) probă forjată;
1=OM; 2=SEM.
Fig. 5 Imagini TEM ale fazelor precipitate ale probei LSFed: (A) câmp luminos al Ti5Si3; (B) modelul de difracție a electronilor Ti5Si3.
Fig. 6 Probă de morfologie a suprafeței aliajului Ti40 după ablație:
(a) LSFed; (b) stare falsificată; (1) ablat 3S; (2) ablat 4S; (3) ablat 5 S.
Fig. 7 Imagini model de groapă de ablație cu laser: (a) model de groapă de ablație; (b) puncte de măsurare
Fig. 8 Imagini SEM ale gropilor de ablație: (a) topografia suprafeței gropii de ablație LSFed; (b) topografia suprafeței gropii de ablație a specimenului forjat; (c) topografia inferioară a gropii de ablație LSFed; (d) topografia inferioară a gropii de ablație a specimenului forjat; (e) topografia peretelui lateral al gropii de ablație LSFed; (f) topografia peretelui lateral al gropii de ablație a specimenului forjat
Fig. 9 Imagini SEM ale secțiunii transversale a gropii de ablație: (a) fosa de ablație a specimenului LSFed; (b) fundul gropii de ablație a specimenului LSFed; (c) groapă de ablație a specimenului forjat; (d) fundul gropii de ablație a specimenului forjat
Fig. 10 Imagini SEM ale fracturii aliajului LSFed Ti40: (a) morfologia macroscopică a fracturii specimenului; (b) morfologia mărită a zonei A; (c) morfologia mărită a zonei B
Pe baza studiului de mai sus, procesul LSF îmbunătățește problemele legate de costul ridicat de procesare, timpul de ciclu lung și utilizarea scăzută a materialului aduse de prelucrarea tradițională a Ti40, iar aliajul Ti40 preparat prin tehnologia de stereoformare cu laser are proprietăți mecanice mai excelente în comparație cu piese de forjare și, în același timp, datorită efectului special de temperare în procesul de stereoformare cu laser, faza din aliajul Ti40 precipită un punct de topire ridicat al Ti5Si3, care nu numai că poate îmbunătăți eficiența oxidării elementelor V și Cr. prin reținerea porilor, dar și încetinirea descuamării stratului de oxid prin întărirea legăturii dintre matrice și stratul de oxid și îmbunătățirea proprietății de ignifugare a Ti40. Studiul proprietăților mecanice și proprietăților ignifuge ale aliajului Ti40 preparat prin tehnologia LSF oferă un nou mijloc tehnic pentru realizarea pregătirii de înaltă performanță, rapidă și ieftină a pieselor structurale complexe din aliaj de titan ignifuge.
