اخیراً، تیم پروفسور Chunping Huang در دانشگاه هوانوردی و فضانوردی Nanchang (NUAA) یک سری مطالعات در مورد خواص مکانیکی و بازدارندگی در شعله آلیاژ تیتانیوم Ti40 مقاوم در برابر شعله توسط فناوری LSF انجام داده است. این تیم آلیاژ تیتانیوم مقاوم در برابر شعله Ti40 را به عنوان هدف تحقیق انتخاب کردند و آلیاژ تیتانیوم بازدارنده شعله Ti40 را با فناوری LSF تهیه کردند. ریزساختار، خواص مکانیکی و خواص بازدارنده شعله نمونههای استریوفرمینگ لیزری و نمونههای آهنگری معمولی مورد بررسی قرار گرفت و خواص بازدارنده شعله و خواص مکانیکی نمونههای استریوفرمینگ لیزر، که برتر از نمونههای آهنگری معمولی است، مورد بررسی و بحث قرار گرفت. . نتایج تحقیق مرتبط با عنوان «دستیابی به خواص مکانیکی و مقاوم در برابر سوختگی برتر آلیاژ Ti40 با شکلدهی جامد لیزری» در مجله فرآیندهای تولیدی منتشر شد. فرآیندهای تولید این مقاله توسط دانشجوی کارشناسی ارشد کی مین هوانگ نوشته شده است و نویسندگان متناظر آن دکتر فنگ گانگ لیو و پروفسور چون پینگ هوانگ هستند.
آلیاژ تیتانیوم ضد شعله Ti40 (Ti{1}V-25Cr) نوع جدیدی از آلیاژ تیتانیوم بسیار پایدار با خواص مکانیکی جامع و خواص ضد شعله است که به طور گسترده در قطعات کمپرسور فن استفاده می شود. موتورهای بزرگ با نسبت ابعاد بالا و ساختارهای دیگر. با این حال، انعطاف پذیری و سیالیت ضعیف آن در دمای بالا منجر به هزینه بالا، زمان چرخه طولانی و استفاده کم مواد در ماشینکاری معمولی می شود.
بنابراین، نیاز مبرمی به یافتن یک فناوری ساخت جدید برای بهبود این مشکلات وجود دارد. با توسعه فناوری ساخت افزودنی، شکلدهی جامد لیزری (LSF) بر اساس روکش لیزری و فناوری نمونهسازی سریع نیز در مقیاس بزرگ به کار گرفته شده است. این می تواند قطعات را مستقیماً از مدل های CAD تولید کند و می تواند قطعات آسیب دیده را تعمیر کند که ایده ها و روش های جدیدی را برای پردازش و ساخت آلیاژهای تیتانیوم مقاوم در برابر شعله به ارمغان می آورد.
شکل 1 نمودار شماتیک استریوفرمینگ لیزری و توپوگرافی بلوک LSF:
(الف) استریوفرمینگ لیزری؛ (ب) (ج) بلوک LSF
شکل 2 نمودار شماتیک نمونه برداری بلوک LSF و فرآیند آزمایشی فرسایش:
(الف) نمونه برداری بلوکی (ب) درمان تجربی فرسایشی (ج) نمونه برداری از نمونه برداری
شکل 3 نمودار شماتیک مکانیسم کند شعله آلیاژ Ti40
شکل 4 تصویر مقطعی از آلیاژ Ti40:
(الف) ناحیه بالای نمونه LSFed؛ (ب) ناحیه میانی نمونه LSFed. (C) ناحیه پایین نمونه LSFed. (د) نمونه جعلی؛
1=OM; 2=SEM.
شکل 5 تصاویر TEM از فازهای رسوب شده نمونه LSFed: (الف) میدان روشن Ti5Si3. (B) الگوی پراش الکترونی Ti5Si3.
شکل 6 مورفولوژی سطح نمونه آلیاژ Ti40 پس از فرسایش:
(الف) LSFed؛ (ب) حالت جعلی؛ (1) قطع 3 S; (2) قطع 4 S; (3) قطع 5 S.
شکل 7 تصاویر مدل گودال ابلیشن لیزری: (الف) مدل گودال فرسایشی. ب) نقاط اندازه گیری
شکل 8 تصاویر SEM از چاله های فرسایشی: (الف) توپوگرافی سطح گودال فرسایشی LSFed. (ب) توپوگرافی سطح گودال فرسایشی نمونه جعلی. (ج) توپوگرافی پایین گودال فرسایشی LSFed. (د) توپوگرافی پایین گودال فرسایش نمونه جعلی. (ه) توپوگرافی دیواره جانبی گودال فرسایشی LSFed. (f) توپوگرافی دیواره جانبی گودال فرسایشی نمونه جعلی
شکل 9 تصاویر SEM از سطح مقطع گودال فرسایش: (الف) گودال فرسایش نمونه LSFed. (ب) پایین گودال فرسایش نمونه LSFed. (ج) گودال فرسایش نمونه جعلی. (د) پایین گودال فرسایش نمونه جعلی
شکل 10 تصاویر SEM از شکستگی آلیاژ LSFed Ti40: (الف) مورفولوژی ماکروسکوپی شکستن نمونه. (ب) مورفولوژی بزرگ منطقه A. (ج) مورفولوژی بزرگ منطقه B
بر اساس مطالعه فوق، فرآیند LSF مشکلات هزینه پردازش بالا، زمان چرخه طولانی و استفاده کم از مواد ناشی از ماشینکاری سنتی Ti40 را بهبود می بخشد و آلیاژ Ti40 تهیه شده توسط فناوری استریوفرمینگ لیزری دارای خواص مکانیکی عالی تری در مقایسه با قطعات آهنگری، و در عین حال، به دلیل اثر معتدل ویژه در فرآیند استریوفرمینگ لیزری، فاز - در آلیاژ Ti40 نقطه ذوب بالایی از Ti5Si3 را رسوب می دهد، که نه تنها می تواند راندمان اکسیداسیون عناصر V و Cr را بهبود بخشد. با حفظ منافذ، بلکه با تقویت پیوند بین ماتریکس و لایه اکسید، پوسته پوسته شدن لایه اکسیدی را کاهش می دهد و خاصیت بازدارندگی Ti40 را بهبود می بخشد. مطالعه خواص مکانیکی و خواص بازدارنده شعله آلیاژ Ti40 تهیه شده با فناوری LSF ابزار فنی جدیدی را برای تهیه قطعات ساختاری پیچیده آلیاژ تیتانیوم مقاوم در برابر شعله با کارایی بالا، سریع و کم هزینه فراهم می کند.
