Recientemente, el equipo del profesor Chunping Huang de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanchang (NUAA) ha realizado una serie de estudios sobre las propiedades mecánicas y el retardo de llama de la aleación de titanio retardante de llama Ti40 mediante tecnología LSF. El equipo tomó como objeto de investigación la típica aleación de titanio retardante de llama Ti40 y preparó la aleación de titanio retardante de llama Ti40 mediante tecnología LSF. Se investigaron la microestructura, las propiedades mecánicas y las propiedades retardantes de llama de las muestras de estereoformado por láser y las muestras de forja convencionales, y también se estudiaron y discutieron las propiedades retardantes de llama y las propiedades mecánicas de las muestras de estereoformado por láser, que son superiores a las de las muestras de forja convencionales. . Los resultados de la investigación relacionada se publicaron en el Journal of Manufacturing Processes bajo el título "Lograr propiedades mecánicas y resistentes a las quemaduras superiores de la aleación Ti40 mediante la formación de sólidos con láser". de Procesos de Fabricación. El artículo fue escrito por el estudiante de maestría Ki-Min Huang, y los autores correspondientes son el Dr. Feng-Gang Liu y el Prof. Chun-Ping Huang.
La aleación de titanio retardante de llama Ti40 (Ti-15V-25Cr) es un nuevo tipo de aleación de titanio altamente estable con excelentes propiedades mecánicas integrales y propiedades retardantes de llama, que se usa ampliamente en componentes de compresores de ventiladores. de grandes motores con altas relaciones de aspecto y otras estructuras. Sin embargo, su escasa plasticidad y fluidez a altas temperaturas genera un alto costo, un tiempo de ciclo prolongado y una baja utilización del material en el mecanizado convencional.
Por tanto, existe una necesidad urgente de encontrar una nueva tecnología de fabricación que mejore estos problemas. Con el desarrollo de la tecnología de fabricación aditiva, también se ha aplicado a gran escala el conformado de sólidos por láser (LSF) basado en revestimiento láser y tecnología de creación rápida de prototipos. Puede fabricar piezas directamente a partir de modelos CAD y puede reparar piezas dañadas, lo que aporta nuevas ideas y métodos para el procesamiento y fabricación de aleaciones de titanio retardantes de llama.
Fig. 1 Diagrama esquemático de estereoformado láser y topografía de bloques LSF:
(a) estereoformado por láser; (b) (c) bloque LSF
Fig. 2 Diagrama esquemático del proceso experimental de ablación y muestreo del bloque LSF:
(a) Muestreo en bloque (b) Tratamiento experimental de ablación (c) Muestreo de muestra de ablación
Fig. 3 Diagrama esquemático del mecanismo de retardo de llama de la aleación Ti40.
Fig. 4 Imagen en sección transversal de la aleación Ti40:
(A) región superior de la muestra LSFed; (B) región media de la muestra LSFed; (C) región inferior de la muestra LSFed; (D) muestra falsificada;
1=OM; 2=SEM.
Fig. 5 Imágenes TEM de las fases precipitadas de la muestra LSFed: (A) campo brillante de Ti5Si3; (B) patrón de difracción de electrones de Ti5Si3.
Fig. 6 Muestra de morfología de la superficie de la aleación Ti40 después de la ablación:
a) LSFed; (b) estado falsificado; (1) ablación de 3 S; (2) ablación de 4 S; (3) ablación de 5 S.
Fig. 7 Imágenes del modelo de pozo de ablación con láser: (a) modelo de pozo de ablación; (b) puntos de medición
Fig. 8 Imágenes SEM de fosas de ablación: (a) topografía de la superficie de la fosa de ablación LSFed; (b) topografía de la superficie del pozo de ablación de una muestra forjada; (c) topografía del fondo del pozo de ablación LSFed; (d) topografía del fondo del pozo de ablación de una muestra forjada; (e) topografía de la pared lateral del pozo de ablación LSFed; (f) topografía de la pared lateral del pozo de ablación de una muestra forjada
Fig. 9 Imágenes SEM de la sección transversal del pozo de ablación: (a) pozo de ablación de la muestra alimentada con LSF; (b) fondo del pozo de ablación de la muestra LSFed; (c) pozo de ablación de espécimen forjado; (d) fondo del pozo de ablación del espécimen forjado
Fig. 10 Imágenes SEM de la fractura de la aleación LSFed Ti40: (a) morfología macroscópica de la fractura de la muestra; (b) morfología ampliada del área A; (c) morfología ampliada del área B
Según el estudio anterior, el proceso LSF mejora los problemas de alto costo de procesamiento, largo tiempo de ciclo y baja utilización de material que presenta el mecanizado tradicional de Ti40, y la aleación de Ti40 preparada mediante tecnología de estereoformado láser tiene propiedades mecánicas más excelentes en comparación con la Al forjar piezas y, al mismo tiempo, debido al efecto de templado especial en el proceso de estereoformado por láser, la fase - en la aleación Ti40 precipita un alto punto de fusión de Ti5Si3, que no solo puede mejorar la eficiencia de oxidación de los elementos V y Cr. reteniendo los poros, pero también ralentiza la descamación de la capa de óxido fortaleciendo la unión entre la matriz y la capa de óxido y mejora la propiedad retardante de llama del Ti40. El estudio de las propiedades mecánicas y retardantes de llama de la aleación Ti40 preparada mediante tecnología LSF proporciona un nuevo medio técnico para realizar una preparación de alto rendimiento, rápida y de bajo costo de piezas estructurales complejas de aleación de titanio retardante de llama.
