刘建涛
,
林鑫
,
吕晓卫
,
陈静
,
黄卫东
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.08.021
采用激光立体成形技术制备了从Ti到Ti2AlNb成分连续渐变,外形规则、高度为17 mm的梯度材料.分析了梯度材料的组织及相结构演变规律和硬度变化规律.随着Al和Nb成分的提高,Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的相呈现α'→α+β→α+α'→α'→α+β→α+β/B2+α2→β/B2+α2→β/B2→B2+α2+O→B2的演变过程,实现了由α型钛合金经过α+β型及β型钛合金向Ti2AlNb基合金的转变.硬度值HV从底部纯Ti的170连续渐变到顶端Ti2AlNb的470.基于钛合金富Ti区非平衡相图,并结合Al和Nb元索在钛合金中对α,β和α2稳定性的影响分析,对梯度材料在激光立体成形过程中的相演化过程进行了解释.
关键词:
激光立体成形
,
梯度材料
,
Ti
,
Ti2AlNb
,
相转变
,
微观组织
,
硬度
刘莹莹
,
林鑫
,
杨海鸥
,
张温馨
稀有金属材料与工程
采用激光立体成形制备Ti3Al/TC11双合金件,研究不同过渡区层数即不同成分梯度时Ti3Al/TC11激光烧结连接界面的显微组织、拉伸性能及显微硬度.结果表明,成分梯度对连接界面的组织形貌影响较大,尤其对TC11侧界面的组织影响更为显著.成分梯度对Ti3Al/TC11试样连接界面显微硬度的平均值影响很小,但对其分布的均匀性影响较大.随着过渡区成分梯度的减小,连接界面显微硬度分布的均匀性提高.具有较小成分梯度即10层过渡区的试样综合性能较佳,这与过渡区层数的增多减小了相邻两层之间的成分梯度、缩小连接界面组织形貌的差异,从而提高了连接界面的完整性有关.
关键词:
Ti3Al/TC11
,
激光立体成形
,
成分梯度
,
组织
,
性能
黄瑜
,
陈静
,
张凤英
,
林鑫
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
通过对TC11钛合金激光立体成形件沉积态和热处理态组织进行对比研究,探索改善TC11钛合金激光立体成形组织,提高材料高温综合性能的途径.结果表明,TC11钛合金的沉积态组织由贯穿多个熔覆层粗大柱状晶和粗大等轴晶组成,原始柱状β-Ti晶内的微观组织是由条状α和残留β组成.沉积态试样在950 ℃热处理后组织为等轴α、条状α和β转变基体组成的近似三态组织,晶界α大部分破碎球化消失,部分未破碎的晶界上镶嵌有α集束.粗大β晶内等轴α的产生与亚晶有关.在970 ℃热处理后为网篮组织,等轴α较少,α板条有粗化趋势;在1030 ℃再结晶后再经950 ℃热处理的组织是由粗大α板条组成的魏氏组织,在α边界和α内部残留有大量细小β,晶界α基本没有破碎消失.
关键词:
TC11钛合金
,
激光立体成形
,
热处理
,
组织
陈静
,
张瑞
,
张强
,
杨杰穷
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
研究了激光立体成形Ti60合金的缺陷及微观组织对于性能的影响.结果表明,激光功率对于激光成形试样的微观组织有明显的影响,大激光功率会形成魏氏组织,小功率则会形成网篮组织.魏氏组织的持久性能显著的低于网篮组织,其表现为脆性沿晶断裂,而网篮组织则为韧性断裂.同时冶金缺陷也会影响其持久性能.采用气雾化法制备的粉末(粉末B)作为成形粉末在成形过程中会形成气孔,而采用旋转电极法制备的粉末(粉末A)则无气孔产生.相较于无气孔的试样(采用粉末A制备的试样),当存在气孔(采用粉末B制备的试样)时其高温持久性能会由100 h降至25 h.
关键词:
钛合金
,
激光立体成形
,
缺陷
,
微观组织
,
应力持久性能
钱远宏
,
谭华
,
李静
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
针对高功率条件下激光立体成形Ti-6Al-4V合金组织特征展开研究,揭示高功率条件下组织形成机理,并对比分析了高功率与中/低功率条件下组织形成的差异及原因.结果表明:由于高功率条件下具有更低的温度梯度和更高的凝固速度,激光立体成形Ti-6Al-4V合金的宏观组织由粗大的柱状晶、竹节状的小柱状晶和等轴晶三部分组成,并且沉积层之间存在层带;而中/低功率条件下只有贯穿多个沉积层呈外延生长的粗大的柱状晶.高功率条件下层带内典型微观组织是由大量的魏氏α集束组成,而层带间为α板条编织成的网篮状组织,并且部分α相球化成等轴状.与中低功率条件下典型组织相比,高功率条件下a板条长宽比明显减小,不存在针状α.
关键词:
高功率
,
激光立体成形
,
Ti-6Al-4V钛合金
,
宏观和微观组织
明宪良
,
陈静
,
谭华
,
杨海欧
,
林鑫
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.08.002
采用激光立体成形技术制备GH4169高温合金块体,对其在720～780℃温度区间进行不同保温时间的双级时效处理,采用微观测试分析方法对高温短时时效处理后γ"相的形态、尺寸变化及粗化动力学行为进行研究.结果表明:激光立体成形GH4169合金在不同保温时间双级时效条件下,γ"相形态基本为圆盘形;和保温时间相比,时效温度对γ"相的影响更为显著;γ"相的粗化规律符合Lifshitz Slyozov Wagner(LSW)理论,计算获得γ"的粗化激活能Q=281.85kJ/mol,较锻造GH4169合金的γ"粗化激活能略高,表明激光立体成形GH4169合金的组织稳定性优于锻态.
关键词:
激光立体成形
,
GH4169高温合金
,
γ"相
,
粗化行为
,
热稳定组织
张小红
,
林鑫
,
陈静
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
研究了激光立体成形TA15钛合金沉积态、退火态、固溶时效态以及双固溶时效态4种状态的组织及力学性能.结果表明:沉积态组织为大量不同取向相互交叉的发达魏氏α+β板条,其拉伸性能表现出一定的各向异性.经退火后,显微组织没有明显变化,塑性在强度降低不多的情况下得到了提高.退火态试样具有良好的综合拉伸性能,达到了锻件退火态的拉伸性能标准.经固溶时效处理后可得到粗化的α初+α'组织,成形件的强度显著提高.经双固溶时效后可得到粗化α初+细化α次+α'组织,强度稍有降低.与室温相比,4种状态均呈现出高温强度降低而塑性提高的特点.对于不同的热处理状态,成形试样的洛氏硬度HRC处于30～45范围变化,不同热处理态的硬度变化与拉伸性能中的强度变化趋势一致.
关键词:
TA15钛合金
,
激光立体成形
,
热处理
,
组织
,
力学性能
谭华
,
张凤英
,
陈静
,
林鑫
,
徐粉红
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
研究了混合元素法激光多层沉积Ti-XAl-YV(X≤11,Y≤10)(质量分数,％,下同)合金的微观组织随Al、V元素含量的演化规律.结果发现:随Al、V含量的增加,Ti-XAl-YV合金原始β晶内a域的尺寸和数量逐渐减小,原始β晶内的显微组织逐渐由魏氏组织转化为α和β编织细密的网篮组织,且α板条的尺寸和长宽比显著减小.结合单道多层激光沉积过程热历史循环曲线的计算、合金相变点温度的计算以及Ti-XAl-YV合金的相图分析,研究了单道多层激光沉积Ti-XAl-YV合金α相的形核和生长条件,揭示了微观相结构演化机理.
关键词:
混合元素
,
激光立体成形
,
钛合金
,
微观组织
杨模聪林鑫许小静陈静黄卫东
金属学报
采用激光立体成形技术制备了沿沉积方向成分渐变的立墙式Ti60--Ti2AlNb梯度材料, 研究了沉积态Ti60--Ti2AlNb梯度材料的相 与显微组织的演变规律. 随Al和Nb含量的增加, 梯度材料中呈现α+β→α+α' →α' →α+β→α+β/B2+α2 →β/B2+α2→β/B2+α2+O →B2+O → B2的相演变趋势, α相在Ti60到Ti60--60%Ti2AlNb (质量分数) 的成分范围内一直存在. 梯度材料的硬度同样随着Al和Nb含量的增加而增加, 并随着B2+O相的形成达到极大值, 不过随着在Ti2AlNb端部全B2相的获得, 硬度急剧降低. 基于钛合金富Ti区非平衡相图, 结合Al和Nb元素对α, α2,β/B2和O相稳定性的影响分析, 及考虑激光立体成形所具有的反复回火/退火和热积累效应, 对梯度材料在激光立体成形过程中呈现的相演化规律进行了解释.
关键词:
激光立体成形
,
Ti60
,
Ti2AlNb
,
functionally gradient material
,
phase transformation
,
microhardness
张霜银
,
林鑫
,
陈静
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
采用小孔释放法对激光立体成形TC4钛合金沉积态和热处理后的残余应力进行了测试.结果表明,激光立体成形TC4合金的残余应力属于低应力水平,沿激光扫描方向的残余应力σY和垂直于激光扫描方向的残余应力σZ具有类似地分布规律.激光扫描起始位置的残余应力值较小,到中间位置达到最大的压应力,而到熔覆结束位置转变为最大的拉应力;靠近基材处熔覆层的残余应力为较大的压应力,随着熔覆高度的增加,到顶部转变为较小的拉应力.相比沉积态试样,去应力退火后σY和σZ分别平均降低59.8%和72.3%,固溶时效处理后分别平均降低64.7%和 67.8%.热处理后残余应力分布趋于平缓,可有效地消除和调整激光成形过程产生的残余应力.
关键词:
激光立体成形
,
TC4
,
热处理
,
残余应力
