3D打印兩相鈦合金組織特征及缺陷研究.pdf

1、本文利用體視顯微鏡、金相顯微鏡、掃描電鏡、顯微硬度儀等測(cè)試手段對(duì)3D打印的TC4，TC11和TC18兩相鈦合金的三維組織特征、缺陷及疲勞斷裂行為進(jìn)行了研究，并采用超聲C掃描、熒光和工業(yè)CT三種無損檢測(cè)方法對(duì)不同類型缺陷的進(jìn)行檢測(cè)，為3D打印兩相鈦合金的制造、服役及安全性評(píng)價(jià)方面提供理論基礎(chǔ)。
　　金相分析表明，3D打印兩相鈦合金不同成型方向的三維組織特征各不相同。宏觀組織從頂部到底部的特征依次為：薄層等軸晶、柱狀晶、等軸晶。微觀組

2、織在熱處理前后會(huì)發(fā)生從為針狀α'相組成的魏氏組織轉(zhuǎn)變?yōu)闂U狀α相組成的網(wǎng)籃組織；從頂部到底部，α相逐漸變粗大。此外，層帶的組織比層帶外粗大，搭接區(qū)的組織比非搭接區(qū)粗大。
　　通過斷口分析和金相分析，發(fā)現(xiàn)兩相鈦合金中發(fā)現(xiàn)了氣孔、高密夾雜、未熔合、冷隔缺陷、未熔粉末顆粒等五種類型的缺陷，除氣孔外，其他缺陷形態(tài)和鑄造及鍛造合金有明顯不同。氣孔、高密度夾雜表現(xiàn)為點(diǎn)缺陷，對(duì)周圍組織及硬度沒有明顯的影響，未熔粉末顆粒和未熔合主要出現(xiàn)在層間或道間

3、，表現(xiàn)為面積型缺陷，大部分對(duì)周圍組織及硬度沒有明顯的影響，但也存在特殊的未熔合使微觀組織和硬度均發(fā)生了改變。冷隔缺陷表現(xiàn)為體積型缺陷，主要分布在熔覆層間液流匯合處，對(duì)周圍組織產(chǎn)生了一定的影響。
　　與傳統(tǒng)鍛造鈦合金相比，3D打印兩相鈦合金不同疲勞加載方向斷裂的疲勞斷口在斷裂行為上既有相似性也有差異性，疲勞源區(qū)位置、疲勞區(qū)的疲勞條帶特征和瞬斷區(qū)的韌窩特征相似，而3D打印兩相鈦合金疲勞斷裂的快速擴(kuò)展區(qū)明顯不同于鍛造合金。不同加載方向3