Ti600合金的电子束快速成形-论文.pdf

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1、第41卷第l1期稀有金属材料与工程Vo1．41，No．112012生11月RAREMETALMATERIALSANDENG1NEERINGNovember2012Ti600合金的电子束快速成形黄瑜，贾文鹏，汤慧萍，赵培，杨广宇，贺卫卫(西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室，陕西西安710016)摘要：通过研究Ti600合金电子束快速成形样坯的组织、室温强度和断口特征，探索用电子束快速成形(EBM)工艺制备Ti600合金复杂零件的可能性。结果表明：Ti600合金的EBM沉积态组织是网篮组织，从样坯顶部到底部，a片层组织逐渐变大，样坯中部有

2、大量纳米级粒子析出；沿a边界有易腐蚀的“类球状组织”产生；Ti600合金EBM组织中的纳米级粒子主要是Y2O3、6c2粒子、Si的高温相与低温相，Si的析出相与合金成分和EBM工艺有关：Ti600合金EBM样坯的顶部和底部室温抗拉强度高，中部室温抗拉强度低，主要与a片层尺寸和si的存在形态有关；Ti600合金的EBM样坯的室温拉伸断口为塑性断裂，断裂主要是由缺陷、本征脆性、晶间结合不牢等原因引起。关键词：Ti600合金；电子束快速成形；显微组织；断口形貌中图法分类号：TG146．23文献标识码：A文章编号：1002．185X(2012)11-2

3、000．05Ti-6A1—2．8Sn一4Zr-0．5Mo-0．4Si一0．1Y合金(Ti600)结构、室温强度及拉伸断口特征，探索用EBM技术是我国研制的一种可在600℃长期使用的高温钛合成形航空复杂零件的可能性。金Ⅲ，具有良好的热稳定性和高温抗蠕变性能，主要1实验用于发动机的高压压气机轮盘和低压涡轮叶片等零件。尽管Ti600合金与IM1834、BT36等合金都是在本研究是在西北有色金属研究院金属多孔材料国Ti．A1．sn．Zr．Mo．Si系的基础上发展起来的，但其对杂家重点实验室的EBM．250电子束快速成形系统上进质元素O和Fe含量的控制要

4、求十分严格。一般情况行的，主要工艺参数见表1。Ti600合金粉末采用PREP下，O含量应低于0．07％，Fe含量低于0．02％法(plasmarotateelectrodepulverization)制备，成分电子束快速成形(electronicbeammelting，EBM)技见表2，粉末平均粒径为150pm。实验制备出120mm术是国际上最新发展起来的一种技术[3]，与激光快速成×70mm×25mm的样坯，分析其显微组织和室温强形技术相比，除具有能量利用率高、残余应力小、制造度及断口特征。分别在样坯上、中、下和边缘、中心成本低等一系列优点外

5、【4J，EBM技术在高真空环境下等位置取样。进行，可以很好地避免0和Fe的污染，适合Ti600合2结果与分析金复杂零件的成形。目前采用EBM技术进行Ti600合金零件的成形有两个主要问题：(1)EBM工艺要求粉末2．1Ti600合金EBM沉积态网篮组织特征有一定的流动性，又不容易在成形中发生溃散，同时对图1和图2分别是EBM沉积Ti600合金的光学显粉末粒度也有严格要求，能否用国内制各的Ti600粉末微镜和扫描电镜照片。图1显示，Ti600合金的EBM进行，需要探索。(2)Ti600合金在航空发动机应用中对表1Ti600合金的EBM工艺参数组织

6、有着严格要求。对于在600℃左右环境下使用的Table1MainparametersofEBMprocessforTi600alloy发动机盘件和叶片，抗蠕变性能和抗疲劳性能是保证零部件使用可靠性和使用寿命最为重要的性能，因此，Ti600合金一般以具有良好综合性能的网篮组织或双态表2Ti600合金粉末的化学成分组织使用_2]。能否用EBM的方法直接成形或通过后续Table2ChemicalcompositionofTi600alloypowder(oJ／％热处理得到需要的合金组织目前并不清楚。AlSnZrMoSiOFeTi本研究通过Ti600合

7、金的EBM，分析合金的组织5．92．754．00．510．40．070．0l8Ba1．收稿日期：2012—06—06基金项目：陕西省自然科学基金重点项目(2011JZO07)作者简介：黄瑜，男，1977年生，硕士，西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室，陕西西安710016，电话：029．86231095，E—mail：hugh59@126．com·2004·稀有金属材料与工程第41卷38(S)：135a1．RareMetalLetters(稀有金属快报)【J]，2007，26(9)：19【2]CaiJianming(蔡建明)，LiZhe

8、nxi(李臻熙)，MaJimin(马济民)[10]XinShewei(辛社伟)，HongQuan(洪权)，LuYafeng(卢亚峰)eta1．Mate