Äskettäin professori Chunping Huangin työryhmä Nanchangin ilmailu- ja astronautiikkayliopistossa (NUAA) on suorittanut sarjan tutkimuksia Ti40-paloa hidastavan titaaniseoksen mekaanisista ominaisuuksista ja palonestokyvystä LSF-tekniikalla. Ryhmä otti tutkimuskohteena tyypillisen Ti40-paloa hidastavan titaaniseoksen ja valmisti Ti40-paloa hidastavan titaaniseoksen LSF-tekniikalla. Laserstereomuovattavien näytteiden ja tavanomaisten taontanäytteiden mikrorakennetta, mekaanisia ominaisuuksia ja paloa hidastavia ominaisuuksia tutkittiin ja myös laserstereomuovattavien näytteiden palonesto- ja mekaanisia ominaisuuksia, jotka ovat parempia kuin tavanomaisten taontanäytteiden. . Aiheeseen liittyvät tutkimustulokset julkaistiin Journal of Manufacturing Processes -lehdessä otsikolla "Ti40-lejeeringin ylivertaisten palonkestävien ja mekaanisten ominaisuuksien saavuttaminen kiinteän lasermuodostuksen avulla". valmistusprosessit. Paperin on kirjoittanut MS-opiskelija Ki-Min Huang, ja vastaavat kirjoittajat ovat tohtori Feng-Gang Liu ja prof. Chun-Ping Huang.
Paloa hidastava titaaniseos Ti40 (Ti-15V-25Cr) on uudentyyppinen erittäin vakaa -titaaniseos, jolla on erinomaiset kattavat mekaaniset ominaisuudet ja paloa hidastavat ominaisuudet ja jota käytetään laajalti puhallinkompressorikomponenteissa. suurilla moottoreilla, joilla on korkea kuvasuhde ja muut rakenteet. Sen huono plastisuus korkeissa lämpötiloissa ja juoksevuus johtavat kuitenkin korkeisiin kustannuksiin, pitkiin sykliaikoihin ja alhaiseen materiaalinkäyttöön tavanomaisessa koneistuksessa.
Siksi on kiireellisesti löydettävä uusi valmistustekniikka näiden ongelmien ratkaisemiseksi. Additiivisen valmistustekniikan kehittymisen myötä laserpinnoitukseen ja nopeaan prototyyppitekniikkaan perustuvaa laserkiinteämuovausta (LSF) on myös sovellettu laajasti. Se pystyy valmistamaan osia suoraan CAD-malleista ja korjaamaan vaurioituneita osia, mikä tuo uusia ideoita ja menetelmiä paloa hidastavien titaaniseosten käsittelyyn ja valmistukseen.
Kuva 1 Kaaviokaavio laserstereomuodosta ja LSF-lohkotopografiasta:
(a) laserstereomuotoilu; (b) (c) LSF-lohko
Kuva 2 Kaaviokaavio LSF-lohkonäytteenotosta ja ablaatiokokeellisesta prosessista:
(a) Lohkonäytteenotto (b) Ablaatiokokeellinen käsittely (c) Ablaationäytteiden otto
Kuva 3 Kaaviokaavio Ti40-seoksen liekinsuojamekanismista
Kuva 4 Ti40-lejeeringin poikkileikkauskuva:
(A) LSFed-näytteen yläalue; (B) LSFed-näytteen keskialue; (C) LSFed-näytteen pohja-alue; (D) taottu näyte;
1=OM; 2=SEM.
Kuva 5 TEM-kuvat LSFed-näytteen saostuneista vaiheista: (A) Ti5Si3:n kirkas kenttä; (B) Ti5Si3:n elektronidiffraktiokuvio.
Kuva 6 Näytepinnan morfologia Ti40-lejeeringistä ablaation jälkeen:
(a) LSFed; b) väärennetty tila; (1) poistettu 3S; (2) poistettu 4S; (3) poistettu 5 S.
Kuva 7 Laser-ablaatiokuoppamallikuvat: (a) ablaatiokuoppamalli; b) mittauspisteet
Kuva 8 SEM-kuvat ablaatiokuopista: (a) LSFed-ablaatiokuopan pinnan topografia; (b) taotun näytteen ablaatiokuopan pinnan topografia; (c) LSFed-ablaatiokuopan pohjatopografia; (d) taotun näytteen ablaatiokuopan pohjatopografia; (e) LSFed-ablaatiokuopan sivuseinämän topografia; f) taotun näytteen ablaatiokuopan sivuseinämän topografia
Kuva 9 SEM-kuvat ablaatiokuopan poikkileikkauksesta: (a) LSF-näytteen ablaatiokuoppa; (b) LSF-näytteen ablaatiokuopan pohja; c) taotun näytteen ablaatiokuoppa; d) taotun näytteen ablaatiokuopan pohja
Kuva 10 SEM-kuvat LSFed Ti40 -lejeeringin murtumasta: (a) näytteen murtuman makroskooppinen morfologia; (b) alueen A laajennettu morfologia; c) alueen B laajennettu morfologia
Yllä olevan tutkimuksen perusteella LSF-prosessi parantaa Ti40:n perinteisen koneistuksen tuomia korkeita prosessointikustannuksia, pitkää kiertoaikaa ja alhaista materiaalinkäyttöä koskevia ongelmia, ja laserstereomuovaustekniikalla valmistetulla Ti40-lejeeringillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet verrattuna taontaosia, ja samanaikaisesti laserstereomuovausprosessin erityisen karkaisuvaikutuksen vuoksi Ti40-lejeeringin -faasi saostaa korkean Ti5Si3:n sulamispisteen, mikä ei voi ainoastaan parantaa V- ja Cr-elementtien hapettumistehokkuutta. säilyttämällä huokoset, mutta myös hidastaa oksidikerroksen hilseilyä vahvistamalla matriisin ja oksidikerroksen välistä sidosta ja parantaa Ti40:n paloa hidastavaa ominaisuutta. LSF-tekniikalla valmistetun Ti40-lejeeringin mekaanisten ominaisuuksien ja paloa hidastavien ominaisuuksien tutkimus tarjoaa uuden teknisen keinon toteuttaa palosuojattujen titaaniseosten monimutkaisten rakenneosien tehokasta, nopeaa ja edullista valmistusta.
