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钒对激光熔化沉积钛合金组织及性能的作用机制

刘晏硕  徐诺  徐国建  杨楠  王辰阳  邢飞  
【摘要】:本文通过在TC4中添加一定质量分数的钒元素(2%,4%,6%,8%,10%),研究了钒对激光熔化沉积(LMD)钛合金沉积态显微组织、相组成及力学性能的作用机制。结果表明,随着V含量的增加,沉积方向(Z方向)的原始β柱状晶晶粒尺寸逐渐减小,沉积层底部柱状晶平均宽度从1 mm(TC4+0%V)左右减小到0.24 mm(TC4+10%V),且沿Z方向组织存在逐渐向等轴晶转化的趋势;不同V含量的沉积态样件组织均由大量密排六方结构α-Ti(α)相和少量体心立方结构β-Ti(β)相构成,而β相的相对含量(质量分数)随着V含量的增加,由0.83%(TC4+0%V)逐渐提高到30.91%(TC4+10%V)。另外,随着V含量的增加,初生针状α组织逐渐细化,并更加趋向于等轴晶。添加V能够明显提高沉积态样件的抗拉强度,但塑性在一定程度上有所降低;当V元素添加量为6%时,沉积态样件的综合力学性能最佳,抗拉强度约为1018 MPa,屈服强度约为892 MPa,伸长率约为11.2%,均超过了TC4锻件标准;不同V含量的沉积态样件断口上均布满了韧窝,均为塑性断裂。

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