時間:2024-01-22 19:06來源:未知 作者:航空
|
◉ 時效處理過程中共格α2(Ti3Al)粒子的析出。
除了激冷程度,還有兩個影響最大強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析出硬化不會或僅在很小程度上發(fā)生在23級鈦中。) ▶ 將ST溫度從900°C提高到950°C會導(dǎo)致淬火態(tài)α’馬氏體體積分?jǐn)?shù)更高,這是因為950°C時的β相體積分?jǐn)?shù)比在900°C時高,而且α’/α’’比也更高,因為950°C時β相中的釩含量比在900°C時低,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)計人員和材料工程師針對特定零件和應(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一級方程式賽車底盤插件 大約有12個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處層疊在一起(圖 8)。在底盤前段,它們傳遞來自軌道和懸掛臂以及所有來自前擾流板的空氣動力帶來的所有的力、扭矩、振動和沖擊。它們還將正面碰撞帶來的力從正面碰撞結(jié)構(gòu)傳送到底盤。 在底盤后段,它們對汽車的縱向和橫向剛度至關(guān)重要,傳遞底盤和發(fā)動機支架之間的所有連接力、扭矩、振動和沖擊。
圖8:C39一級方程式賽車的L-PBF Ti6Al4V制成并經(jīng)過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)計了L-PBF的Ti6Al4V底盤插件,每個插件可節(jié)省幾百克的重量,這對汽車的性能有著巨大的影響。由于極輕的設(shè)計,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度和抗疲勞性能,它們的表面在HPHT(HIP+STA)后經(jīng)過玻璃珠噴丸處理。圖3提供了疲勞強度數(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“孔8”CT缺陷顯示
設(shè)計人員指定了相對適中的斷裂伸長率(εF< 7%),這就是為什么底盤插件經(jīng)過HPHT (HIP+STA)熱處理,屈服強度Rp0.2遠高于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)。
|