ВПЛИВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА МІКРОСТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СПЛАВУ TC4, ОТРИМАНОГО МЕТОДОМ СЕЛЕКТИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ПЛАВЛЕННЯ 

Нан Чжан 1,
 
Пан Ма 1,2*,
 
Ячен Фан 1,
 
Шигуан Ван 1,
 
Хун Ян 1
 

1 School of Materials Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai, China
2 State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2810250544@qq.com

Порошкова металургія - Київ: ІПМ ім.І.М.Францевича НАН України, 2024, #01/02
http://www.materials.kiev.ua/article/3681

Анотація

Титановий сплав TC4 (Ti6Al4V), виготовлений методом селективного лазерного плавлення (СЛМ), в останні роки привертає до себе дедалі більше уваги завдяки своїм винятковим властивостям, зокрема високому співвідношенню міцності до ваги, відмінній корозійній стійкості та біосумісності. У цій роботі досліджено вплив термічної обробки на мікроструктуру, фазовий склад і механічні властивості сплаву TC4, виготовленого методом СЛМ, з метою повнішого розуміння поведінки матеріалу за різних температурних умов. Експериментальні результати показали, що осаджений сплав TC4, який в основному складається зі щільно упакованих гексагональних фаз α/α', має відносну густину понад 0,99. Крім того, було виявлено невелику кількість β-фази. Після відпалу фазовий склад сплаву TC4 був подібним. Мікроструктура осадженого сплаву TC4 складалася з голчастого мартенситу a' фази у співіснуванні з α-фазою в β-матриці. Після відпалу голчастий α' мартенсит розпався, перетворивши мікроструктуру на пластинчасту, що складається з α- і β-фаз. Мікротвердість сплаву TC4, виготовленого методом СЛМ, становила 351,7 HV0,2, границя міцності на розрив ¾ приблизно 1120 МПа, а границя плинності ¾ приблизно 1080 МПа. Поверхня руйнування при розтягуванні осадженого сплаву мала ознаки крихкого і в'язкого руйнування. Спостерігався квазі-розщеплений “річковий візерунок” і невелика кількість нерівномірних ямок. Після відпалу подовження збільшилося до 16,5% через незначне зниження твердості та міцності на розрив. Твердість за Віккерсом становила 323,1 HV0,2, границя міцності на розрив ¾ приблизно 960 МПа, а границя плинності ¾ приблизно 925 МПа. Кількість і розмір ямок значно збільшилися, що свідчить про типове в'язке руйнування. Ця робота містить цінну інформацію, що сприятиме оптимізації експлуатаційних характеристик сплавів TC4, виготовлених методом СЛМ, у різних інженерних застосуваннях.


МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, МІКРОСТРУКТУРА, СЕЛЕКТИВНЕ ЛАЗЕРНЕ ПЛАВЛЕННЯ, ТЕРМІЧНА ОБРОБКА, ТИТАНОВИЙ СПЛАВ