研究目的
研究退火温度对采用混合Ti和Nb粉末激光增材制造的Ti–26Nb合金显微组织和力学性能的影响。
研究成果
通过激光增材制造(LAM)制备的Ti-26Nb合金在沉积态下具有高强度,退火处理会降低强度但提高延展性。850°C退火处理实现了强度与延展性的平衡,这归因于微观结构均匀化及铌颗粒的溶解。该研究深化了对热处理影响LAM制备合金性能的认知,为潜在生物医学应用提供了依据。
研究不足
该研究仅限于特定的Ti-26Nb合金成分及较窄的退火温度范围(650°C至925°C)。激光增材制造工艺可能引入气孔和未熔合颗粒等缺陷,且研究结论可能不适用于其他合金或制造方法。优化方案可考虑扩大温度范围或调整不同热处理时长。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光增材制造(LAM)技术,以元素钛粉和铌粉为原料制备Ti-26Nb合金,随后在不同温度(650°C至925°C)下进行退火处理,分析微观结构演变与力学性能。理论模型包括快速凝固与扩散机制。
2:样品选择与数据来源:
商用气雾化纯钛粉(45-105μm)与纯铌粉(48-75μm)按重量比Ti:Nb=
3:
4:5(原子比
26)经球磨1小时混合。样品从LAM制备块体中截取用于热处理与测试。
5:实验设备与材料清单:
设备包括YLS-4000-CL型LAM机(IPG Photonics)、光学显微镜(OM;BX51M,Olympus)、扫描电子显微镜(SEM;MIRA3 LMU,Tescan)、X射线衍射仪(XRD;D/max 2500,Rigaku)、电子背散射衍射系统(EBSD;HKL,Oxford)及Instron 5569万能试验机。材料为长沙天久金属材料有限公司提供的钛粉与铌粉。
6:实验流程与操作步骤:
粉末混合后采用以下LAM参数制备:激光功率750W,光束直径2.5mm,扫描速度480mm/min,粉末送进速率2.2g/min。退火在真空条件下于650°C、750°C、850°C及925°C各保温0.5小时后水淬,继而进行微观结构表征与拉伸测试。
7:5mm,扫描速度480mm/min,粉末送进速率2g/min。退火在真空条件下于650°C、750°C、850°C及925°C各保温5小时后水淬,继而进行微观结构表征与拉伸测试。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过OM、SEM、XRD及EBSD分析微观结构,力学性能采用拉伸测试评估,并对每个工况下的三个样品进行统计分析。
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Laser Additive Manufacturing Machine
YLS-4000-CL
IPG Photonics
Used for fabricating the Ti–26Nb alloy by melting and depositing mixed powders layer by layer.
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Optical Microscope
BX51M
Olympus
Used for characterizing the microstructure of the alloy samples.
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X-ray Diffractometer
D/max 2500
Rigaku
Used for phase composition analysis through X-ray diffraction.
暂无现货
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Electron Backscatter Diffraction System
HKL
Oxford
Used for determining grain size and orientation via EBSD analysis.
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Scanning Electron Microscope
MIRA3 LMU
Tescan
Used for detailed microstructure analysis and imaging of the alloy.
暂无现货
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Universal Testing Machine
Instron 5569
Instron
Used for conducting tensile tests to evaluate mechanical properties.
暂无现货
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Ti Powder
Changsha Tianjiu Metal Materials Co. Ltd.
Raw material for alloy fabrication, mixed with Nb powder.
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Nb Powder
Changsha Tianjiu Metal Materials Co. Ltd.
Raw material for alloy fabrication, mixed with Ti powder.
暂无现货
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