Récemment, l'équipe du professeur Chunping Huang de l'Université d'aéronautique et d'astronautique de Nanchang (NUAA) a mené une série d'études sur les propriétés mécaniques et le caractère ignifuge de l'alliage de titane ignifuge Ti40 grâce à la technologie LSF. L'équipe a pris l'alliage de titane ignifuge Ti40 typique comme objet de recherche et a préparé l'alliage de titane ignifuge Ti40 par la technologie LSF. La microstructure, les propriétés mécaniques et les propriétés ignifuges des spécimens stéréoformés au laser et des spécimens forgés conventionnels ont été étudiées, et les propriétés ignifuges et les propriétés mécaniques des spécimens stéréoformés au laser, qui sont supérieures à celles des spécimens forgés conventionnels, ont également été étudiées et discutées. . Les résultats de la recherche associée ont été publiés dans le Journal of Manufacturing Processes sous le titre « Obtention de propriétés mécaniques et de résistance à la brûlure supérieures de l'alliage Ti40 par formage solide au laser ». des procédés de fabrication. L'article a été rédigé par Ki-Min Huang, étudiant en MS, et les auteurs correspondants sont le Dr Feng-Gang Liu et le professeur Chun-Ping Huang.
L'alliage de titane ignifuge Ti40 (Ti-15V-25Cr) est un nouveau type d'alliage de titane hautement stable avec d'excellentes propriétés mécaniques complètes et des propriétés ignifuges, qui est largement utilisé dans les composants des compresseurs de ventilateurs. de gros moteurs avec des rapports d'aspect élevés et d'autres structures. Cependant, sa faible plasticité et fluidité à haute température entraînent des coûts élevés, des temps de cycle longs et une faible utilisation de matériaux dans l'usinage conventionnel.
Il est donc urgent de trouver une nouvelle technologie de fabrication pour résoudre ces problèmes. Avec le développement de la technologie de fabrication additive, le formage solide au laser (LSF) basé sur la technologie de revêtement laser et de prototypage rapide a également été appliqué à grande échelle. Il peut fabriquer des pièces directement à partir de modèles CAO et réparer les pièces endommagées, ce qui apporte de nouvelles idées et méthodes pour le traitement et la fabrication d'alliages de titane ignifuges.
Fig. 1 Diagramme schématique de la stéréoformation laser et de la topographie des blocs LSF :
(a) stéréoformation au laser ; (b) (c) Bloc LSF
Fig. 2 Diagramme schématique du processus expérimental d'échantillonnage et d'ablation de blocs LSF :
(a) Échantillonnage en bloc (b) Traitement expérimental d'ablation (c) Échantillonnage d'échantillons d'ablation
Fig. 3 Schéma schématique du mécanisme ignifuge de l'alliage Ti40
Fig. 4 Image en coupe transversale de l'alliage Ti40 :
(A) région supérieure de l’échantillon LSFed ; (B) région médiane de l’échantillon LSFed ; (C) région inférieure de l’échantillon LSFed ; (D) échantillon contrefait ;
1=OM ; 2=SEM.
Fig. 5 Images TEM des phases précipitées de l'échantillon LSFed : (A) champ clair de Ti5Si3 ; (B) diagramme de diffraction électronique de Ti5Si3.
Fig. 6 Échantillon de morphologie de surface de l'alliage Ti40 après ablation :
(a) LSFed ; (b) état contrefait ; (1) ablation de 3 S ; (2) 4 S ablaté ; (3) ablation de 5 S.
Fig. 7 Images du modèle de fosse d'ablation au laser : (a) modèle de fosse d'ablation ; (b) points de mesure
Fig. 8 Images SEM de puits d'ablation : (a) topographie de la surface du puits d'ablation LSFed ; (b) topographie de la surface de la fosse d'ablation du spécimen forgé ; (c) topographie du fond de la fosse d'ablation LSFed ; (d) topographie du fond de la fosse d'ablation du spécimen forgé ; (e) topographie des parois latérales de la fosse d'ablation LSFed ; (f) topographie de la paroi latérale de la fosse d'ablation du spécimen forgé
Fig. 9 Images SEM de la coupe transversale de la fosse d'ablation : (a) fosse d'ablation d'échantillon alimentée au LSF ; (b) le fond de la fosse d'ablation du spécimen LSFed ; (c) fosse d'ablation d'un spécimen forgé ; (d) fond de la fosse d'ablation du spécimen forgé
Fig. 10 Images SEM de la fracture de l'alliage LSFed Ti40 : (a) morphologie macroscopique de la fracture de l'échantillon ; (b) morphologie élargie de la zone A ; (c) morphologie élargie de la zone B
Sur la base de l'étude ci-dessus, le procédé LSF améliore les problèmes de coût de traitement élevé, de temps de cycle long et de faible utilisation de matériaux posés par l'usinage traditionnel du Ti40, et l'alliage Ti40 préparé par la technologie de stéréoformage laser présente des propriétés mécaniques plus excellentes que celles du Ti40. forger des pièces, et en même temps, en raison de l'effet de trempe spécial dans le processus de stéréoformage au laser, la phase dans l'alliage Ti40 précipite un point de fusion élevé de Ti5Si3, ce qui peut non seulement améliorer l'efficacité d'oxydation des éléments V et Cr en retenant les pores, mais aussi ralentir l'écaillage de la couche d'oxyde en renforçant la liaison entre la matrice et la couche d'oxyde et améliorer la propriété ignifuge du Ti40. L'étude des propriétés mécaniques et des propriétés ignifuges de l'alliage Ti40 préparé par la technologie LSF fournit un nouveau moyen technique pour réaliser une préparation performante, rapide et peu coûteuse de pièces structurelles complexes en alliage de titane ignifuge.
