Ti6Al4V钛合金微弧氧化工艺研究

采用直流稳压电源,选用3种不同PH值的碱性微弧氧化电解液,在Ti6Al4V钛合金表面制备微弧氧化膜层;应用扫描电子显微镜分析微弧氧化膜层形貌特征。结果表明,钛合金微弧氧化膜层表面凹凸不平,带有微米级和亚微米级的孔洞,孔洞周围呈现火山丘状形貌特征;微弧氧化电解液PH值越大,火花放电时间越长;在给定电压条件下,电解液PH值越大,微弧氧化膜层厚度越大。     

生物医用材料Ti6Al4V的研究进展

Ti6Al4V作为当前最常见的钛基金属生物医用材料,在骨科、口腔等医学领域得到了广泛应用。然而,Ti6Al4V在实际临床应用中也存在一些的问题。文章对生物医用钛合金Ti6Al4V的研究现状进行了概述,总结了生物医用材料Ti6Al4V存在的主要问题,提出了通过成分优化和表面改性解决Ti6Al4V临床应用中相关问题的建议。     

退火处理对激光选区激光熔化成形Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能影响

利用激光选区熔化技术(SLM)制备Ti-6Al-4V合金,并研究退火处理对该合金的相转变、元素扩散、显微组织结构以及力学性能的影响.结果表明,随着退火温度的升高,钒元素富集在α′相并且α′相在973 K转变为α+β双相组织.在973 K,α′相所形成的马氏体组织转变为细小等轴显微组织,且该等轴组织随温度的升高发生显著粗...     

高速铣削Ti6Al4V刀具磨损的试验研究

针对钛合金Ti6Al4V加工过程中产生的切削热导致刀具的快速磨损这一工艺难题,进行了不同冷却条件下的铣削加工实验。借助扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)等分析手段,研究了刀具的磨损形态及磨损机理。研究表明,粘结磨损是加工钛合金过程中刀具的主要磨损形式,切削液的使用并不一定提高刀具寿命,而机床的稳定性能对刀具磨损有较大影响。     

Ti6Al4V-xTA15合金激光增材修复TA15锻件的相容性分析

本文提出了一种利用混合粉末修复TA15锻件的简便可行方法.利用激光增材技术并应用于Ti6Al4V-xTA15混合粉末,可以有效地保证修复后零件的性能和功能.从显微硬度、拉伸性能、热容、热膨胀系数和耐腐蚀性能等方面研究了Ti6Al4V-xTA15粉末与TA15锻件的相容性.结果显示,随着TA15质量分数的增加,Ti6Al...     

强流脉冲离子束辐照Ti_6Al_4V的实验研究

研究了强流脉冲离子束辐照钛合金Ti6A l4V样品后的表面形貌、显微硬度和表面相结构的变化。随着辐照次数的增加,钛合金表面的熔坑尺寸逐渐增大、密度减小。表面硬度呈现上升-下降-上升的趋势,XRD的结果表明其变化是由于表面宏观应力和表面晶粒的细化等变化引起的.     

激光选区熔化关键工艺参数对热物理过程的影响

激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)采用激光束将金属粉末等分层熔融成形,在制造业中具有重要价值。然而成形过程中的热物理现象及各工艺参数对热物理过程的影响有待进一步研究。在综合考虑SLM成形过程中材料相变、粉体-实体不可逆转变等过程的基础上,建立了SLM成形316L不锈钢的多道扫描温度场数值模拟模型。研究了激光功率、扫描速率和激光束有效直径对SLM温度场、熔融时间、冷却速率和熔池尺寸等的影响,并通过实验验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明：熔融时间易受激光功率和扫描速率的影响,而最大冷却速率更易受激光束有效直径的影响。激光功率较低或扫描速率较大时,熔池尺寸较小,易形成孔穴类缺陷;激光束有效直径对熔池尺寸影响较小。随着激光功率增加,熔池稳定性先无确定变化趋势后增加;随着扫描速率增加,熔池稳定性不断降低;激光束有效直径对熔池稳定性的影响不确定。实验结果与数值模拟结果基本一致,研究结果可为SLM工艺参数调整与优化提供参考。     

超硬磨料砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的表面完整性研究

针对钛合金干式磨削特点,制备了金刚石和立方氮化硼(cubic boron nitride, CBN)超硬磨料砂轮,进行了与碳化硅陶瓷砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的对比试验研究。用扫描电子显微镜、三维体视显微镜、粗糙度仪和显微硬度计对磨削工况和试样表面进行了测定。分析了磨削用量对表面粗糙度的影响,比较了3种砂轮磨削工件的表面粗糙度、表面形貌、微观组织及显微硬度。研究表明:工件表面粗糙度随着磨削深度增大而增大,随着砂轮速度的增大而减小。与绿色碳化硅陶瓷结合剂砂轮相比,CBN和金刚石超硬磨料砂轮磨削工件的表面粗糙度和变质层深度较小,表面无明显烧伤,在一定用量条件下更适合Ti6Al4V合金干式磨削加工。     

淬火处理对激光选区熔化成形S136组织与性能的影响

为了改善激光选区熔化（SLM）成形S136模具钢的性能,对SLM成形的试样进行淬火处理. 采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),研究淬火温度对SLM成形S136的微观组织、硬度和耐腐蚀性能的影响. 结果表明：SLM成形的S136试样组织由马氏体和少量残余奥氏体组成,经过980、1 020、1 050和1 100 °C的淬火处理之后,原晶界消溶,组织大部分转变为马氏体;淬火处理后试样的硬度得到改善,最高值达到54.24 HRC,比原始成形试样提高了近10%;淬火处理后试样原晶界消溶,耐腐蚀性元素分布均匀使得耐腐蚀性能得到了极大的提升,与原始成形试样相比,腐蚀失重量减少了近97%. 优化淬火处理工艺后表明：采用1 050 °C保温1 h并油淬的淬火处理条件,可以得到最佳的硬度/耐蚀性能匹配.     

选区激光熔化与定向能量沉积NiTi形状记忆合金组织与性能的对比研究

利用激光增材制造技术成形了Ni50.8Ti49.2形状记忆合金,对比分析选区激光熔化(SLM)成形试样与激光定向能量沉积(DED)成形试样的物相分布、微观结构、力学性能与变形机理.结果表明SLM试样具有100 MPa的屈服强度和8％的伸长率,而DED试样的屈服强度高达700 MPa但仅有2％的伸长率.SLM试样的变形行...     

钛粉SLM成型特性的研究

实验研究Ti粉在选择性激光熔化(SLM)工艺成型过程中的成形特性.通过单道实验确定最佳激光功率、扫描速度,单层实验确定扫描间距、扫描策略,最后通过块体成形实验确定铺粉层厚.实验得到的最佳工艺参数范围为,激光功率:80~100 W;扫描速度:20~60mm/s;扫描方式:跳转变向;扫描间距:0.09~0.12mm;铺粉层厚:0.05~0.1mm.     

Ti6Al4V合金表面纳米管阵列的制备

以氢氟酸和铬酸为电解液,采用阳极氧化法在Ti6Al4V合金表面制备高密度的纳米管阵列.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱对多孔氧化膜的形貌和结构进行分析,利用极化曲线和电化学阻抗谱研究了电解液中CrO3的作用机理.结果表明:电解液种类决定能否形成多孔氧化膜,而电解液的浓度影响多孔氧化膜的形貌和孔径大小;纳米管阵列氧化膜主要由大部分非晶态组织的TiO2,Al2O3和少部分晶态的Al2TiO5,Al3Ti5O2,Al2O3组成,氧化膜内的Al,Ti原子比高于基体中的Al,Ti原子比;CrO3浓度的高低会影响氧化膜的结构.     

Corrosion resistance of Molybdenum Nitride modified Ti6Al4V alloy in HCl solution

The Mo-N surface modified layer on Ti6Al4V alloy was obtained by the plasma surface alloying technique. The structure and composition of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy were investigated by X-ray diffraction （XRD） and glow discharge optical emission spectroscopy （GDOES）. The Mo-N modified layer contains Mo-N coating on subsurface and diffusion layers between the subsurface and substrate. The X- ray diffraction analysis of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy reveals that the outmost surface of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy is composed of phase Mo2N （fcc） and Mo2N （tetr）. The electrochemical corrosion performance of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy in 0.5 mol/L HCl solution was investigated and compared with that of Ti6Al4V alloy. The chemical corrosion performance of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy in boiling 37% HCl solution was investigated and compared with that of Ti6Al4V alloy. Results indicate that self-corroding electric potentials and corrosion-rate of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy are higher than that of Ti6Al4V alloy in 0.5 mol/L HCl solution. The corrosion-rate of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy is lower than that of Ti6Al4V alloy in boiling 37% HCl solution.     

1215钢与Ti6Al4V合金的动态应力应变行为

通过热模拟实验研究易切削材料1215钢和难切削材料Ti6Al4V合金的动态应力应变行为,讨论易切削材料和难切削材料动态形变行为的差异及其原因,分析切削过程中2种材料的形变再结晶行为。结果表明:1215钢在高温低应变速率条件下,可以诱发动态再结晶过程,出现明显的软化;对于Ti6Al4V合金,在Zener-Hollomon参数(Z参数)较小时,没有出现明显的软化,相反在高应变速率下出现了软化,这种现象难以用动态再结晶理论来解释。     

航空钛合金高速切削有限元建模

为了正确模拟钛合金Ti6Al4V高速切削过程中锯齿状切屑形成的过程,深入研究有限元建模过程中有限元模型的建立、材料本构关系、切屑分离准则、材料失效准则、切削热动态耗散与热传导等关键技术.结合实例,分别采用热力耦合分析和绝热分析对钛合金Ti6Al4V的加工过程进行正交切削有限元模拟.通过对2种模型获得的应力分布、温度分布、切削力曲线进行分析,以及将2种模型获得的锯齿状切屑与实际切屑形状进行对比,证明了绝热剪切是导致高速切削钛合金生成锯齿状切屑的原因.     

ICP-AES法测定Ti-6Al-4V合金中Al，V的质量分数

用电感耦合等离子体发射光谱（ICP—AEs）法测定了Ti-6Al—4V合金中Al,V的质量分数,研究了元素分析谱线、仪器分析参数、准确度和精密度等,确定了最佳实验条件．结果表明,该方法的加标回收率为101．3％-108．4％,RSD〈2．0％．该方法简便、快速、准确、精密度好,适用于合金中Al,V质量分数的测定．     

Microstructure and abrasive wear behaviour of anodizing composite films containing Si C nanoparticles on Ti6Al4V alloy

Anodized composite films containing Si C nanoparticles were synthesized on Ti6Al4 V alloy by anodic oxidation procedure in C4O6H4Na2 electrolyte. Scanning electron microscopy（SEM）, energy dispersive spectroscopy（EDS） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS） were employed to characterize the morphology and composition of the films fabricated in the electrolytes with and without addition of Si C nanoparticles. Results show that Si C particles can be successfully incorporated into the oxide film during the anodizing process and preferentially concentrate within internal cavities and micro-cracks. The ball-on-disk sliding tests indicate that Si C-containing oxide films register much lower wear rate than the oxide films without Si C under dry sliding condition. Si C particles are likely to melt and then are oxidized by frictional heat during sliding tests. Potentiodynamic polarization behavior reveals that the anodized alloy with Si C nanoparticles results in a reduction in passive current density to about 1.54×10-8 A/cm2, which is more than two times lower than that of the Ti O2 film（3.73×10-8 A/cm2）. The synthesized composite film has good anti-wear and anti-corrosion properties and the growth mechanism of nanocomposite film is also discussed.