点式锻压激光快速成形TC4钛合金叶片的组织与性能研究

为了提高激光快速成形TC4钛合金叶片的性能,采用点式锻压激光快速成形制备了TC4钛合金叶片试件,测试了试样的显微组织、耐磨损性能和耐腐蚀性能,并与常规激光快速成形试样进行了对比。结果表明:与常规激光快速成形叶片相比,点式锻压激光快速成形叶片的室温磨损体积减小幅度达43.9%,在5wt%氯化钠水溶液中的腐蚀电位正移幅度达到10.9%;点式锻压激光快速成形能细化叶片晶粒,避免出现孔洞缺陷,提高了叶片的耐磨损性能和耐腐蚀性能。

退火温度和压下量对点式锻压激光成形TC17钛合金组织性能的影响

采用点式锻压激光成形(PF-LF)技术成形了TC17钛合金厚壁零件,研究了退火温度和压下量对基于PF-LF的TC17钛合金厚壁零件组织和性能的影响。结果表明,压下量越大,基于PF-LF的原始态TC17合金试样中静态再结晶的平均晶粒尺寸越小,试样的拉伸屈服强度、抗拉强度和伸长率越大。随着退火温度的升高,退火态PF-LF TC17合金试样中的等轴晶平均晶粒尺寸保持不变,α相体积分数减少,针状α相尺寸变大、长径比减小,β相体积分数增加。退火态PF-LF TC17合金拉伸试样的屈服强度和抗拉强度降低,伸长率升高;增大压下量可以小幅度增加原始态和退火态PF-LF TC17合金试样的拉伸力学性能;在压下量为0.15和0.25 mm条件下,770℃/4 h/AC退火态PF-LF TC17合金厚壁零件的拉伸力学性能均明显超过TC17合金锻件退火拉伸力学标准。

热处理对连续点式锻压激光快速成形GH4169合金组织与拉伸性能的影响

研究了热处理对连续点式锻压激光快速成形GH4169合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,980STA热处理未能使连续点式锻压激光快速成形GH4169合金发生再结晶,合金的拉伸性能达不到锻件标准。经1020STA热处理后,合金发生完全再结晶,等轴晶晶粒尺寸分布均匀,平均晶粒尺寸约为12.8μm,Laves相未被完全固溶,合金的强度和塑性超过锻件标准。1050STA热处理合金的再结晶平均晶粒尺寸约为25.3μm,Laves相完全固溶消失,与1020STA热处理合金相比,合金的强度下降而塑性上升,强度和塑性超过锻件标准。经1080STA热处理后,合金再结晶晶粒尺寸分布不均匀程度明显增大,平均晶粒尺寸约为123.6μm,与1020STA和1050STA热处理合金相比,合金的强度和塑性都大幅度下降,仅与锻件标准相当。

连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金的组织和力学性能

采用连续点式锻压激光快速成形技术进行了TC11钛合金厚壁零件成形实验,利用OM、SEM等手段研究了连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金的组织和力学性能。结果表明,TC11钛合金试样内部的等轴晶晶粒尺寸均匀,平均晶粒尺寸48.7 mm。等轴晶的晶界α相连续,晶内是初生α相板条+β转变组织组成的双态组织。在连续点式锻压激光快速成形过程中,连续点式锻压时,TC11钛合金厚壁零件的表层变形区深度约为1.5 mm,变形量为20%。在连续点式锻压冷变形TC11钛合金上表面沉积新层过程中,当激光束扫描经过时,熔池热影响区中约1 mm厚(4层)冷变形TC11钛合金被加热到钛合金β转变温度之上,并在0.86 s内完成再结晶。力学性能结果表明,与TC11钛合金锻件相比,连续点式锻压激光快速成形的TC11钛合金的强度高,而塑性低。断口形貌分析表明,晶间断裂是导致TC11钛合金塑性差的主要原因。

连续点式锻压激光快速成形TA15钛合金热处理组织与性能

采用连续点式锻压激光快速成形技术制备了TA15合金厚壁件,研究了不同退火温度对连续点式锻压激光快速成形TA15合金的显微组织以及室温拉伸力学性能的影响。分析了连续点式锻压塑性变形区大小及所制备TA15合金显微组织的形成机理,解释了退火过程中TA15合金层片组织转变为等轴组织的原因。实验结果表明,随着退火温度的升高,TA15合金退火组织等轴α晶粒体积分数越高,且晶粒尺寸越大,同时退火TA15合金强度降低、塑性升高。

点式锻压激光修复TA15钛合金锻件的组织与性能

采用由点式锻压和激光修复组成的点式锻压激光修复(PF-LR)技术对TA15钛合金锻件进行修复。研究了PF-LR TA15钛合金锻件的组织,测试了具有不同修复体积分数(修复区体积与拉伸试样体积之比)的PF-LR TA15钛合金的拉伸力学性能。结果表明,PF-LR区内的TA15钛合金等轴晶的平均晶粒尺寸约为200μm,等轴晶内部微观组织为网篮组织+β转变组织。PF-LR TA15钛合金修复区的屈服强度、抗拉强度及塑性比锻造退火态TA15钛合金的航空拉伸力学性能的下限标准分别提高了20.5%、23.3%及93.7%。含10%、30%及50%修复体积分数的PF-LR TA15钛合金锻件的屈服强度、抗拉强度和塑性均超过锻造退火态TA15钛合金的航空拉伸力学性能标准,且PF-LR体积分数越高,PF-LR TA15钛合金锻件的屈服强度、抗拉强度和塑性也相应越高。讨论了含不同修复体积分数的PF-LR TA15钛合金锻件拉伸力学性能提高的原因。根据拉伸断口形貌特点,分析了PF-LR TA15钛合金锻件的拉伸断裂行为。

热处理对点式锻压激光成形GH4169合金组织与力学性能的影响

研究简化热处理制度对点式锻压激光沉积(PF-LF)GH4169合金显微组织和力学性能的影响。将时效时间由原来的18 h减少为3 h,不仅大大节省了试验时间,而且在提升材料性能方面也起到了重要作用。结果表明,在1 010℃固溶时效后,合金中的Laves相出现大部分熔解,合金发生再结晶现象,再结晶晶粒细小且分布均匀,平均晶粒尺寸为6.8μm左右,实现了超细晶组织,合金的强度和塑性也远超锻件标准。1 050℃固溶时效时,再结晶完成,晶粒尺寸略有长大,约为15μm, Laves相基本完全固溶消失,与1 010℃热处理相比,合金的强度有所下降而塑性有所改善,均超过锻件标准。在1 010℃和1 050℃进行双固溶时效时发现,合金中出现了大量的退火孪晶组织,退火孪晶的产生对合金的强度和塑性均产生了影响,虽然合金的性能均超过锻件标准,但略低于单固溶时效状态下的合金性能。