Pred kratkim je ekipa prof. Chunpinga Huanga na Univerzi za aeronavtiko in astronavtiko Nanchang (NUAA) izvedla vrsto študij o mehanskih lastnostih in odpornosti na gorenje titanove zlitine Ti40, ki zavira gorenje, s tehnologijo LSF. Ekipa je za predmet raziskave vzela tipično ognjevarno titanovo zlitino Ti40 in s tehnologijo LSF pripravila ognjevarno titanovo zlitino Ti40. Raziskane so bile mikrostruktura, mehanske lastnosti in lastnosti zaviranja gorenja vzorcev za lasersko stereooblikovanje in običajnih vzorcev za kovanje, preučene in obravnavane pa so bile tudi lastnosti zaviranja gorenja in mehanske lastnosti vzorcev za lasersko stereooblikovanje, ki so boljše od tistih pri običajnih vzorcih za kovanje. . Povezani rezultati raziskav so bili objavljeni v Journal of Manufacturing Processes pod naslovom "Doseganje odlične odpornosti proti gorenju in mehanskih lastnosti zlitine Ti40 z laserskim trdnim oblikovanjem". proizvodnih procesov. Prispevek je napisal študent MS Ki-Min Huang, ustrezna avtorja pa sta dr. Feng-Gang Liu in prof. Chun-Ping Huang.
Ognjevarna titanova zlitina Ti40 (Ti-15V-25Cr) je nova vrsta zelo stabilne titanove zlitine z odličnimi celovitimi mehanskimi lastnostmi in lastnostmi za zaviranje gorenja, ki se pogosto uporablja v komponentah kompresorjev ventilatorjev velikih motorjev z visokimi presečnimi razmerji in drugimi strukturami. Vendar pa njegova slaba visokotemperaturna plastičnost in fluidnost povzročata visoke stroške, dolg čas cikla in nizko porabo materiala pri običajni obdelavi.
Zato je nujno treba najti novo proizvodno tehnologijo za izboljšanje teh težav. Z razvojem tehnologije aditivne proizvodnje se je v velikem obsegu uporabljalo tudi lasersko trdno oblikovanje (LSF), ki temelji na laserski oplaščenju in tehnologiji hitre izdelave prototipov. Lahko izdeluje dele neposredno iz CAD modelov in lahko popravlja poškodovane dele, kar prinaša nove ideje in metode za obdelavo in proizvodnjo ognjevarnih titanovih zlitin.
Slika 1 Shematski diagram laserskega stereoformiranja in topografije blokov LSF:
(a) lasersko stereoformiranje; (b) (c) blok LSF
Slika 2 Shematski diagram eksperimentalnega postopka vzorčenja blokov LSF in ablacije:
(a) Blokovno vzorčenje (b) Eksperimentalna obdelava ablacije (c) Vzorčenje vzorca ablacije
Slika 3 Shematski diagram mehanizma za zaviranje gorenja zlitine Ti40
Slika 4 Slika prečnega prereza zlitine Ti40:
(A) zgornja regija vzorca LSFed; (B) srednja regija vzorca LSFed; (C) spodnji del vzorca LSFed; (D) kovani vzorec;
1=OM; 2=SEM.
Slika 5 TEM slike izločenih faz vzorca LSFed: (A) svetlo polje Ti5Si3; (B) elektronski difrakcijski vzorec Ti5Si3.
Slika 6 Morfologija površine vzorca zlitine Ti40 po ablaciji:
(a) LSFed; (b) ponarejeno stanje; (1) ablirana 3 S; (2) ablirana 4 S; (3) ablirano 5 S.
Slika 7 Slike modela jame za lasersko ablacijo: (a) model jame za ablacijo; (b) merilne točke
Slika 8 SEM slike ablacijskih jam: (a) topografija površine LSFed ablacijske jame; (b) topografija površine ablacijske jame kovanega vzorca; (c) topografija dna ablacijske jame LSFed; (d) topografija dna ablacijske jame kovanega vzorca; (e) topografija stranske stene ablacijske jame LSFed; (f) topografija stranske stene ablacijske jame kovanega vzorca
Slika 9 SEM slike prečnega prereza ablacijske jame: (a) LSFed ablacijska jamica vzorca; (b) dno ablacijske jame LSFed vzorca; (c) ablacijska jama kovanega vzorca; (d) dno ablacijske jame kovanega vzorca
Slika 10 SEM slike loma zlitine LSFed Ti40: (a) makroskopska morfologija loma vzorca; (b) povečana morfologija območja A; (c) povečana morfologija območja B
Na podlagi zgornje študije postopek LSF izboljša težave visokih stroškov obdelave, dolgega časa cikla in nizke porabe materiala, ki jih prinaša tradicionalna strojna obdelava Ti40, in zlitina Ti40, pripravljena s tehnologijo laserskega stereoformiranja, ima odlične mehanske lastnosti v primerjavi z kovanje delov, hkrati pa zaradi posebnega učinka popuščanja v procesu laserskega stereoformiranja -faza v zlitini Ti40 obori visoko tališče Ti5Si3, kar ne more samo izboljšati učinkovitosti oksidacije elementov V in Cr z zadrževanjem por, ampak tudi upočasnijo luščenje oksidne plasti s krepitvijo vezi med matriko in oksidno plastjo ter izboljšajo negorljivo lastnost Ti40. Študija mehanskih lastnosti in lastnosti zaviranja gorenja zlitine Ti40, pripravljene s tehnologijo LSF, zagotavlja nova tehnična sredstva za izvedbo visoko zmogljive, hitre in poceni priprave kompleksnih strukturnih delov iz negorljive titanove zlitine.
