FeSO4浓度对Ti-6Al-4V合金表面微弧氧化膜层性能的影响

通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了Ti-6Al-4V合金表面微弧氧化膜层的微观形貌、相组成和化学成分,采用拉伸试验机及红外光谱仪(FTIR)测试了膜层的结合强度以及5～20μm波段内的红外发射率。结果表明,随着(NaPO_3)_6电解液中FeSO_4浓度的升高,膜层的厚度、粗糙度及结合强度增加,红外发射率呈先增加后减小的趋势,其中,Fe SO4浓度为6 g/L时膜层的红外发射率达到最大值0. 86。结合XRD与XPS测试结果,推断元素Fe与P分别以非晶态的Fe_2O_3、H_2PO_4~-、P_2O_7~(4-)存在。Fe掺杂与非晶态的无序结构特征有利于局域能级的生成和增强原子间的极性振动,进而提高膜层的红外发射率。     

提高Ti—6Al—4V高压容器材料断裂韧性的热处理

超塑成形球形高压容器经原工艺热处理后,颈部出现低压爆炸事例,为提高其K_Q,故将工艺修改。 (一)试验及结果拉伸试样及断裂韧性试样均取自成形后高压容器的颈部。图1为取样的示意图。图2、3为拉伸试样及断裂韧性试样的示意图。两种试样各分为两组,其中断裂韧性试样按各位置编号。两组试样各按以下两种热处理     

基于ABAQUS的Ti6Al4V微细加工有限元分析

探索难加工材料Ti6Al4V切削机理和优化工艺参数有助于提高零件的性能和制造效率。本文应用修正的Johnson-Cook(JC)本构模型建立了二维Ti6Al4V微细加工过程的热力耦合有限元模型,研究了不同的刃口半径、刀具前角、切削深度对材料切削性能的影响。结果表明,Ti6Al4V合金的最小切削厚度值为刃口半径的0.3倍。     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3涂层及其对Ti6Al4V基合金的高温氧化防护性能

以Al(OC3H7)3(异丙醇铝)为原料,采用溶胶-凝胶法于Ti6Al4V基合金表面制备了不同厚度的Al2O3涂层。经SEM和XRD分析表明,涂层表面均匀、无裂纹,主要由非晶态Al2O3组成。研究了涂层对Ti6Al4V基合金等温(600℃和700℃)氧化行为的影响。结果表明,0.8μm厚涂层对合金的高温氧化防护性能最优。于700℃空气中等温氧化20 h,涂层样和空白样抛物线氧化速率常数分别为7.60×10-11、1.46×10-10g2/(cm4.s);涂层样氧化膜TiO2含量明显低于空白样;Al2O3涂层有效抑制了合金表面氧化膜的剥落和开裂;涂层样氧化膜厚度仅为空白样的1/2。     

倾斜角度对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金的影响

利用自主研发的Di Metal-100型激光选区熔化设备制备与基板平面成不同倾斜角的Ti6Al4V非标准拉伸试样,研究熔化成形后合金的显微组织、物理和力学性能。结果表明,Ti6Al4V合金粉末熔化成形后的组织为针状α′马氏体和(α+β)相,随倾斜角度变化,试样中α/α′相与β相的相对含量也发生变化,倾斜角为45°试样中β相含量最高;α′马氏体呈柱状分布于(α+β)相中,并且方向始终平行于成形方向(Z轴方向)。随SLM成形试样的倾斜角从0°增加到90°,其相对密度先减小后增大,并在90°时达到最大值96.1%;试样的硬度和抗拉强度均先升高后降低,在45°时达到最大值,硬度为393 HV,抗拉强度为1 288 MPa;试样表面粗糙度Ra也呈先增大后减小的趋势,在0°时达到最小值8.77μm,在30°时达到最大值19.55μm。     

热处理对选区激光熔化Ti6Al4V合金力学性能和耐磨性的影响

系统研究了热处理工艺对选区激光熔化Ti6Al4V合金组织、力学性能和耐磨性的影响。结果表明,沉积态样品组织以针状α’马氏体为主,经固溶处理后,针状α’马氏体分解,Ti6Al4V合金硬度下降。当固溶温度为800℃时,合金形成α’/α结构,其抗拉强度和延伸率分别增加12%和23%。当固溶温度达到900℃以上时,由于α’/α结构的消失、α相晶粒的粗化以及β相含量的增加,合金的力学性能急剧下降,抗拉强度从（935±10）MPa下降到（815±9）MPa,伸长率从（8.72±0.2）%下降到（3.09±0.1）%。随着固溶温度的升高,摩擦系数和磨损率线性增大,与硬度的变化趋势完全相反,且磨损机理由单一磨粒磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。     

Ti6Al4V合金热浸铝研究

采用热浸镀法在Ti6Al4V合金表面制备出TiAl3金属间化合物涂层,并在不同温度下对浸镀后的试样进行热扩散处理.通过XRD、SEM等分析手段对涂层结构和成分进行测试分析,探讨涂层形成机理.结果表明:Ti6Al4V合金经750℃ 5 min热浸铝后,在其表面形成了由纯铝和TiAl3组成的涂层,TiAl3合金层厚约1.5 μm;经550℃退火5h后,TiAl3含量增多而纯铝层含量则相应减少,纯铝层几近消失,合金层厚度约为40μm,涂层致密;经930℃退火5h后,表面的涂层转化为单相的TiAl3,产物纯净,但涂层中出现了较多的孔洞,自涂层表面到钛合金基体,孔洞浓度呈梯度变化.     

生物医用Ti6Al4V合金注射成形研究北大核心

利用PEG基粘结剂体系和气雾化球形Ti6Al4V合金粉制备了成分均匀、流变性能及热性能稳定的注射料,并进行烧结。通过工艺参数调控,1 320℃下保温3 h的烧结试样相对密度97.6%,极限抗拉强度900 MPa,屈服强度867 MPa,伸长率为12%,力学性能整体满足ASTM F2885-11标准要求。高真空烧结条件加速了烧结件的致密化过程,而且能够有效降低氧、氮等杂质元素的含量,除氧元素质量分数(0.229%)略高于标准值(<0.200%)外,其他杂质元素含量均满足ASTMF2885-11标准。     

固溶温度对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织及性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了固溶热处理对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织的演变规律,以及显微组织对力学性能的影响关系,结果表明:随着固溶温度的升高,Ti6A14V ELI钛合金初生αp相含量降低,片层α相厚度和β晶粒尺寸均增加;钛合金强度和塑性均随着固溶温度的升高而降低,在952℃固溶后时效,抗...     

粉末粒度和成分对Ti6Al4V ELI粉末内部缩孔率的影响

通过氩气雾化法制备的Ti6Al4V ELI粉末中不可避免的会存在缩孔,影响其在后工序中的使用,因此,选取相关原材料对这一现象的成因进行研究.结果 表明.对于某一规定粒度段,当粉末粒度偏粗时,Ti6Al4V ELI粉末的缩孔率明显高于细粒径粉末的缩孔率;此外,当工艺条件相同时,Fe元素含量高的原材料制得的粉末比Fe元素含...     

电解液浓度对CaTi4(PO4)6微弧氧化陶瓷膜生长过程的影响

通过微弧氧化技术一步合成了CaTi4(PO4)6生物陶瓷膜,并研究了电解液浓度对微弧氧化膜生长过程的影响.结果表明,在同一电解液浓度下,微弧氧化膜层质量的增加与时间呈线性关系.随着电解液浓度的增加,膜层的增重速度加快,形成时间缩短,击穿电压降低,且陶瓷膜表面Ca元素含量增加,P元素含量基本不变;但当电解液浓度增大到一定程度后再继续增加时,陶瓷膜表面的Ca、P元素含量逐渐降低.     

Ti6Al4V在不同成形工艺下的数值分析及组织性能

基于选区激光熔化和熔模铸造不同工艺成形原理,采用有限元数值分析软件以及Fortran语言编写的DLUX子程序进行有限元仿真模拟,研究试样在不同成形方式下冷却速度与温度场动态过程.采用选区激光熔化和熔模铸造制备不同的Ti6Al4V钛合金试样,探寻冷却过程对微观组织、晶粒结构与力学性能内部联系.结果表明:选区激光熔化(se...     

微弧氧化对TC4钛合金微动磨损行为的影响

采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为.结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅...     

压制方式和烧结工艺对置氢Ti6Al4V粉末烧结体组织和性能的影响

采用磁脉冲成形和模压成形2种方法对置氢Ti6Al4V粉末进行轴向压制,然后在保护气氛下烧结,研究压制方式和烧结工艺对烧结体真空退火后组织/性能的影响.结果表明:磁脉冲压实的不同氢含量粉末坯体烧结并真空退火后的相对密度、硬度和抗压强度分别比传统模压500 MPa下压制的高8%～13%、9～17 HRA和254～1033M...     

线性回归法建立Ti6Al4V合金超塑变形本构关系

材料的本构关系是描述材料变形的基本信息,是联系材料塑性变形过程中流动应力和变形工艺参数的桥梁.本文通过在Gleeble1500热模拟试验机上,在温度860～950 ℃、应变速率0.0005～0.05 s-1范围内对Ti6Al4V(w[Al]=6%,w[V]=4%)合金进行超塑性等温压缩变形试验,分析了压缩变形过程中的变形行为.结果表明,Ti6Al4V合金在超塑性压缩变形中,随着温度的升高或应变速率的降低,材料的流变应力显著降低,动态再结晶是其主要的软化机制.在实验数据的基础上采用多元线性回归方法建立了反映流动应力与各影响因素间关系的本构方程.     

电压对TC4钛合金表面微弧氧化膜层红外发射率的影响

在硅酸盐、磷酸盐及高锰酸钾的混合电解液中研究了不同电压对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了膜层的微观形貌、相组成及化学成分,用傅里叶变换红外光谱仪测试了样品的红外发射率。结果表明,随着电压的升高,膜层的厚度、粗糙度及红外发射率持续增加,膜层中Ti O2与Ti的特征峰逐渐减弱,非晶相成为主要的组成部分。结合XRD与XPS分析结果可推断膜层中主要元素Si、P、Mn均以非晶态存在。当电压为540 V时膜层发射率有较大幅度的增加并达到最大,在8~20μm的波段范围内平均发射率可达0.84。     

石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

在硅酸钠+磷酸钠体系溶液中添加不同含量的石墨粉,以其为氧化液对TC4钛合金进行表面微弧氧化。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,研究了石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜表面形貌、元素分布、相组成及摩擦系数的影响。结果表明,石墨含量的增加对TC4钛合金表面微弧氧化膜的形貌无太大影响,氧化膜层呈多孔结构,膜层表面有块状石墨颗粒分布;膜层中的Ti、P、O元素含量相对稳定,Si、C元素含量略有波动;膜层主要由TiO_2和Ti组成,石墨对膜层中TiO_2的形成有一定的阻碍作用;微弧氧化膜中的石墨颗粒能够起到一定的减摩作用,随着石墨含量的增加氧化膜的平均摩擦系数从0.85降至0.54。     

微弧氧化表面处理工艺对零件表面粗糙度的影响

通过对比不同微弧氧化膜层厚度的7050铝合金试样孔内及试棒外圆微弧氧化前后表面粗糙度的变化,得出了微弧氧化表面处理对7050铝合金试样孔内和试棒外圆表面粗糙度的影响规律,为7050铝合金零件结构设计和生产提供了依据。