脉冲频率和热输入对电弧增材制造TC4钛合金形貌和组织的影响

作     者：马振书 陈广森 吴倩茹 刘长猛 张云峰 Ma Zhenshu;Chen Guangsen;Wu Qianru;Liu Changmeng;Zhang Yunfeng

作者机构：军械技术研究所河北石家庄050000 军械工程学院河北石家庄050003 北京理工大学北京100081 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2018年第47卷第7期

页      面：2144-2150页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：军内科研(01060203) 国家自然科学基金(51505033) 

主　　题：电弧增材制造 脉冲频率 热输入 TC4 晶粒细化 

摘      要：粗大β柱状晶导致的各项异性是电弧增材制造TC4合金面临的主要问题。为解决上述问题,采用不同的脉冲频率和热输入成形了多组试样,并结合有限元分析,重点研究了热输入和脉冲频率对成形TC4合金形貌和组织的影响。结果表明:随着脉冲频率增加,试样宽度先快速减小,随后略有增加,β晶粒由柱状晶转变为等轴晶,并且得到细化,但α相没有显著变化;提高热输入有利于获得等轴晶,但会增加试样的宽度,还会导致α相变得粗大。试样的宽度由熔池的尺寸决定,主要与平均热输入和峰值阶段输入的热量相关。提高脉冲频率能破碎树枝晶,降低温度梯度,有利于增加形核率,提高热输入也能降低温度梯度,因此能够获得等轴晶。α相形貌主要与相变时的冷却速度相关,降低热输入能增大冷却速度,细化α相。