時(shí)間:2024-01-22 19:06來(lái)源:未知 作者:航空
◉ 時(shí)效處理過(guò)程中共格α2(Ti3Al)粒子的析出。
除了激冷程度,還有兩個(gè)影響最大強(qiáng)度和延展性的主要因素: ▶ 氧在規(guī)格上限(通常為2000 µg/g)或以上將導(dǎo)致更高的溶質(zhì)拖拽以及更穩(wěn)定的α2析出[18]。(因此,α2析出硬化不會(huì)或僅在很小程度上發(fā)生在23級(jí)鈦中。) ▶ 將ST溫度從900°C提高到950°C會(huì)導(dǎo)致淬火態(tài)α’馬氏體體積分?jǐn)?shù)更高,這是因?yàn)?50°C時(shí)的β相體積分?jǐn)?shù)比在900°C時(shí)高,而且α’/α’’比也更高,因?yàn)?50°C時(shí)β相中的釩含量比在900°C時(shí)低,所以斜方 α”是較軟的馬氏體組織[19]。 上述因素的變化通常導(dǎo)致Rp0.2/εF的特性在980MPa/14%到1050MPa/8%之間,為設(shè)計(jì)人員和材料工程師針對(duì)特定零件和應(yīng)用優(yōu)化L-PBF Ti6Al4V 的HPHT(HIP+STA)提供了空間。
案例研究:HPHT用于L-PBF Ti6Al4V一級(jí)方程式賽車底盤插件 大約有12個(gè)Ti6Al4V制成的插件在F1賽車的CFP“三明治”底盤上的不同的傳力點(diǎn)處層疊在一起(圖 8)。在底盤前段,它們傳遞來(lái)自軌道和懸掛臂以及所有來(lái)自前擾流板的空氣動(dòng)力帶來(lái)的所有的力、扭矩、振動(dòng)和沖擊。它們還將正面碰撞帶來(lái)的力從正面碰撞結(jié)構(gòu)傳送到底盤。 在底盤后段,它們對(duì)汽車的縱向和橫向剛度至關(guān)重要,傳遞底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)支架之間的所有連接力、扭矩、振動(dòng)和沖擊。 圖8:C39一級(jí)方程式賽車的L-PBF Ti6Al4V制成并經(jīng)過(guò)HPHT(HIP+STA)后處理的前底盤插件(2+2),阿爾法·羅密歐賽車ORLEN ©2020
索伯工程公司(Sauber-Engineering)重新設(shè)計(jì)了L-PBF的Ti6Al4V底盤插件,每個(gè)插件可節(jié)省幾百克的重量,這對(duì)汽車的性能有著巨大的影響。由于極輕的設(shè)計(jì),這些插件的橫截面非常薄,約為1mm,這使得它們非常適合增材制造,但也容易受到材料缺陷的影響。 因此,為了最大限度地提高強(qiáng)度和抗疲勞性能,它們的表面在HPHT(HIP+STA)后經(jīng)過(guò)玻璃珠噴丸處理。圖3提供了疲勞強(qiáng)度數(shù)據(jù),圖9a、9b提供了HPHT前后NDT/CT 缺陷顯示的比較。 圖9a:Ti6Al4V L-PBF前底盤插件在HPHT(HIP+STA)前“孔8”CT缺陷顯示
圖9b:同樣的部件HPHT(HIP+STA)后未見(jiàn)“孔8”CT缺陷顯示
設(shè)計(jì)人員指定了相對(duì)適中的斷裂伸長(zhǎng)率(εF< 7%),這就是為什么底盤插件經(jīng)過(guò)HPHT (HIP+STA)熱處理,屈服強(qiáng)度Rp0.2遠(yuǎn)高于950 MPa的原因。有趣的是,這些底盤插件突出了輕量化設(shè)計(jì)的增材制造部件的脆弱性和他們良好的增材制造可行性(表1)。
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