电弧送丝增材制造TC4钛合金力学性能研究

作     者：黄兴 蒋泽 韦朋余 陈小平 黄旭峰 王连 王若烨 HUANG Xing;JIANG Ze;WEI Peng-yu;CHEN Xiao-ping;HUANG Xu-feng;WANG Lian;WANG Ruo-ye

作者机构：海装上海局驻无锡地区军事代表室江苏无锡214028 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)广州511458 

出 版 物：《船舶力学》 (Journal of Ship Mechanics)

年 卷 期：2022年第26卷第12期

页      面：1811-1822页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(GML2019ZD0502)。 

主　　题：增材制造 TC4钛合金 力学性能 疲劳寿命 

摘      要：钛合金是深海潜水器耐压结构的主要候选材料。电弧送丝增材制造技术(WAAM)凭借其高效率、低成本、高灵活性等优点,在深潜器耐压结构部件上极具应用前景。然而,增材制造钛合金的力学性能问题阻碍了其进一步发展。本文选取电弧送丝增材制造TC4钛合金材料开展试验得到其相关力学性能参数,并进一步建立疲劳裂纹萌生寿命的有限元预测模型,通过与试验结果对比验证此模型在预测增材制造TC4钛合金材料疲劳裂纹萌生寿命时的可行性。试验结果表明:电弧送丝增材制造TC4钛合金的弹性模量、抗拉强度、泊松比等性能与传统TC4锻件的相近,但疲劳性能差距较大;本文建立的疲劳裂纹萌生寿命预测模型与试验结果误差不超过40%,具有一定的参考价值。