Наскоро екипът на проф. Chunping Huang от Университета по аеронавтика и астронавтика в Нанчанг (NUAA) проведе серия от проучвания върху механичните свойства и забавянето на горенето на Ti40 огнеустойчива титанова сплав чрез LSF технология. Екипът взе типична огнезащитна титанова сплав Ti40 като обект на изследване и подготви огнеустойчива титанова сплав Ti40 по LSF технология. Микроструктурата, механичните свойства и свойствата за забавяне на горенето на образците за лазерно стереоформиране и конвенционалните образци за коване бяха изследвани, а свойствата за забавяне на горенето и механичните свойства на образците за лазерно стереоформиране, които са по-добри от тези на конвенционалните образци за коване, също бяха проучени и обсъдени . Резултатите от свързаните изследвания бяха публикувани в Journal of Manufacturing Processes под заглавието „Постигане на превъзходни устойчиви на изгаряне и механични свойства на сплав Ti40 чрез лазерно твърдо формоване“. на производствените процеси. Документът е написан от студента от MS Ki-Min Huang, а съответните автори са д-р Feng-Gang Liu и проф. Chun-Ping Huang.
Ti40 (Ti-15V-25Cr) огнеустойчива титаниева сплав е нов тип високо стабилна титанова сплав с отлични всеобхватни механични свойства и огнезащитни свойства, която се използва широко в компонентите на компресора на вентилатора на големи двигатели с високи аспектни съотношения и други структури. Въпреки това, неговата лоша високотемпературна пластичност и течливост водят до висока цена, дълго време на цикъл и ниско използване на материала при конвенционална обработка.
Следователно има спешна нужда от намиране на нова производствена технология за подобряване на тези проблеми. С развитието на технологията за адитивно производство, лазерно твърдо формоване (LSF), базирано на лазерно облицоване и технология за бързо създаване на прототипи, също се прилага в голям мащаб. Той може да произвежда части директно от CAD модели и може да поправя повредени части, което носи нови идеи и методи за обработка и производство на титанови сплави със забавяне на горенето.
Фиг. 1 Схематична диаграма на лазерно стереоформиране и LSF блок топография:
а) лазерно стереоформиране; (b) (c) LSF блок
Фиг. 2 Схематична диаграма на LSF блок пробовземане и експериментален процес на аблация:
(a) Вземане на блокови проби (b) Експериментално третиране на аблация (c) Вземане на проби от аблационни проби
Фиг. 3 Схематична диаграма на механизма за забавяне на пламъка на сплав Ti40
Фиг. 4 Изображение на напречно сечение на сплав Ti40:
(A) горна област на LSFed проба; (B) средна област на LSFed проба; (C) долна област на LSFed проба; (D) кована проба;
1=OM; 2=SEM.
Фигура 5 TEM изображения на утаените фази на пробата LSFed: (A) светло поле на Ti5Si3; (B) електронна дифракционна картина на Ti5Si3.
Фиг. 6 Морфология на повърхността на проба от сплав Ti40 след аблация:
(a) LSFed; б) подправено състояние; (1) аблирана 3 S; (2) аблирана 4 S; (3) аблирана 5 S.
Фиг. 7 Изображения на модел на вдлъбнатина за лазерна аблация: (a) модел на вдлъбнатина на аблация; б) точки на измерване
Фиг. 8 SEM изображения на аблационни ями: (a) повърхностна топография на LSFed аблационна яма; (b) повърхностна топография на аблационна яма на кован образец; (c) топография на дъното на LSFed аблационна яма; (d) топография на дъното на аблационна яма на кован образец; (д) топография на страничната стена на LSFed аблационна яма; (f) топография на страничната стена на аблационна яма на кован образец
Фиг. 9 SEM изображения на напречното сечение на аблационната яма: (a) LSFed образец за аблационна яма; (b) дъното на аблационната яма на LSFed образец; в) аблационна яма на кован образец; (d) дъното на аблационната яма на кован образец
Фиг. 10 SEM изображения на фрактурата на LSFed Ti40 сплав: (а) макроскопска морфология на фрактурата на образеца; б) разширена морфология на зона А; (c) разширена морфология на област B
Въз основа на горното проучване процесът LSF подобрява проблемите с високата цена на обработка, дългото време на цикъла и ниското използване на материала, донесени от традиционната обработка на Ti40, а сплавта Ti40, получена чрез технология за лазерно стереоформиране, има по-отлични механични свойства в сравнение с ковашки части и в същото време, поради специалния темпериращ ефект в процеса на лазерно стереоформоване, -фазата в сплавта Ti40 утаява висока точка на топене на Ti5Si3, което може не само да подобри ефективността на окисляване на V и Cr елементи като задържа порите, но също така забавя лющенето на оксидния слой чрез укрепване на връзката между матрицата и оксидния слой и подобрява огнезащитните свойства на Ti40. Изследването на механичните свойства и свойствата за забавяне на горенето на сплав Ti40, получена чрез LSF технология, осигурява ново техническо средство за реализиране на високоефективна, бърза и евтина подготовка на сложни структурни части от забавяща горенето титанова сплав.
