Састав одТЦ4 легура титанијумаје Ти-6АИ-4В, који припада легури титанијума типа (а+β). Има добра свеобухватна механичка својства, високу специфичну чврстоћу, одличну отпорност на корозију, добру биокомпатибилност и широко се користи у ваздухопловству, петрохемији, биомедицини и другим областима. Овај чланак бира методу плазма ротирајућих електрода за припремупрах легуре титанијума, и разматра механизам сфероидизације праха легуре титанијума. Истражује се закон еволуције његове микроструктуре и разматрају главне методе термичке обраде, дајући неопходну теоријску основу за примену легуре титанијума ТЦ4 у технологији 3Д штампања.
2.1 Експериментални материјали и методе: прах легуре ТЦ4 је припремљен методом атомизације плазма ротирајућих електрода, а његов хемијски састав је анализиран инструментима, као што је приказано у табели 1.
| Ал | Фе | V | C | N | И | O | H | Оф |
| 6.25 | 0.27 | 3.92 | 0.1 | 0.006 | 0.10 | 0.12 | 0.005 | 89.23 |
Према табели, садржај Х, Н и О у праху је релативно низак, што испуњава захтеве за штампање производа високих перформанси. Облик честица праха припремљених овим поступком је веома близак сферном, са глатком површином, добром течљивошћу и без сувишних нечистоћа. СЕМ слика посматрана под скенирајућим електронским микроскопом је приказана на слици 1, а појединачне честице праха су приказане на слици 2. Посматрањем, када је геометријски облик честица праха легуре титанијума ТЦ4 сферичан, способност обликовања је добра, док је елиптични прах има лошу течност и формабилност. Сферични прах од легуре титанијума има добру течност током припреме за ласерско 3Д штампање.
2.2 Експериментални резултати и анализа 2.2.1 Механизам формирања куглица праха легуре титанијума ТЦ4 У технологији 3Д штампања, материјал металног праха је сировина за 3Д штампање метала, а његова основна својства имају значајан утицај на квалитет формирања финалног производа. То је такође једна од материјалних основа и кључних елемената за постизање брзе израде прототипа. ТЦ4 прах легуре припремљен методом атомизације плазма ротирајућим електродама има облик честице који је веома близак сферном, са глатком површином и добром течљивошћу. Механизам куглања праха се углавном састоји од три процеса, као што је приказано на слици 3. У првом процесу, капљице растопљене легуре су под утицајем струјања ваздуха велике брзине, узрокујући да прерасту у таласасти течни филм и да се удаље од гасног центра. при великој брзини; У другом процесу, услед притиска, издужене капљице легуре су нестабилне. Под површинским напоном течности, они се затим дувају и ломе, формирајући елиптичне капљице; У трећем процесу, елиптична капљица наставља да се поново ломи под дејством притиска ваздуха и површинског напона течности и дели се на неколико малих капљица. Под дејством површинског напона, капљица има тенденцију да се скупи у сферни облик током процеса спуштања, а хлађење се убрзава, одмах се учвршћујући у сферни облик.
Овим експериментом се могу добити величине честица легуре титанијума ТЦ4 углавном распоређене у опсегу од 50-160 μм контролисањем релевантних параметара експеримента. Расподела величине честица је уска и испуњава захтеве 3Д штампања.
2.2.2 Микроструктура узорка ТЦ4 легуре титанијума Металографска структура попречног пресека узорка ТЦ4 легуре титанијума приказана је на слици 4. Када сноп јона делује на прах легуре титанијума ТЦ4, формира се кружна растопљена базена. Унутар растопљеног базена, температура постепено опада од центра ка ивици, показујући Гаусову расподелу. Разлика у температури резултира различитим степеном топљења праха легуре титанијума ТЦ4, при чему прашкови на нижим температурама у ивичном региону остају неотопљени или недовољно растопљени, што доводи до разлика у микроструктури и величини зрна између базена талине и ивичног региона. Употреба режима пулсне тачке за облагање металним прахом може смањити утицај температурног градијента на зону погођену топлотом. Када последњи извор топлоте делује на прах легуре, он такође допуњује енергију ивици претходног места за претапање. Након добијања енергије, зрна настављају да расту у правцу апсорпције енергије.
Фотографија металографске структуре уздужног пресека узорка легуре титанијума ТЦ4 приказана је на слици 5. Посматрањем металографским микроскопом, микроструктура је грубих β - стубастих производа. Као што је приказано на слици 5, границе зрна се могу јасно уочити, а стубасти кристали расту дуж правца слоја за слагање, са различитим правцима раста. Раст се зауставља на граници β - стубастог кристала, а у исто време, стубасти кристали далеко од супстрата настављају да расту епитаксијално, са феноменом раста зрна. Након анализе, утврђено је да температура која се ствара током припреме легуре ТЦ4 3Д штампањем утиче на микроструктуру легуре титанијума. Када се део праха легуре топи јонским снопом, предњи део легуре се поново загрева. Међутим, коефицијент самодифузије бета фазе легуре ТЦ4 је релативно велик, а мања енергија може подстаћи раст зрна. Због тога су стубасти кристали склони расту и прегревању током поновног загревања.
Стога, контрола енергије извора топлоте може ефикасно променити микроструктуру легуре ТЦ4.
2.2.3 Термичка обрада чврстог раствора и старења Слика 6 приказује металографску структуру легуре ТЦ4 у три различита стања термичке обраде: депоновано (а), 970°Ц/1х+540°Ц/4х (б) и 970°Ц /1х (ц). Депонована легура ТЦ4 има мешовиту микроструктуру алфа чврстог раствора и бета чврстог раствора; После термичке обраде на 970°Ц/1х+540°Ц/4х (б), металографска структура се трансформисала у структуру мрежасте корпе; После даљег топлотног третмана на 970 ° Ц/ФЦ/1х (ц), структура се трансформисала у бимодалну структуру која се састоји од структуре попут корпе и сфероидизоване алфа фазе. Међу њима, перформансе пузања при високим температурама, чврстоћа и пластичност структуре корпе су добре, док је пластичност бимодалне структуре ниска, а чврстоћа висока.
Кроз анализу, познато је да чврсти раствор и термичка обрада старења могу ефикасно побољшати чврстоћу и пластичност ТЦ4 легуре титанијума, али брзина хлађења има значајан утицај на чврстоћу и пластичност ТЦ4 легуре титанијума, и треба усвојити одговарајуће методе хлађења. у производњи.
Слика 7 приказује микроскопске слике микроструктуре мрежасте корпе од легуре титанијума ТЦ4 под различитим методама хлађења. Када се легура титанијума ТЦ4 хлади ваздухом, долази до полудифузијске фазне трансформације. Након третмана чврстог раствора и старења, чврсти раствор β фазе између чврстог раствора примарне α фазе ће се појавити као мали секундарни чврсти раствор α фазе, као што је приказано на слици 7 (а); Када се легура титанијума ТЦ4 охлади у пећи, долази до фазне трансформације дифузионог типа. Након третмана чврстим раствором, формира се бимодална структура. Чврсти раствор β фазе између примарне α фазе чврстог раствора у легури не производи секундарни чврсти раствор α фазе због недостатка накнадне термичке обраде старењем, као што је приказано на слици 7 (б); Поређења ради, може се видети да су у условима хлађења у пећи границе зрна и чврсти раствор интрагрануларне алфа фазе грубљи него у условима ваздушног хлађења. Када је легура титанијума ТЦ4 изложена спољним силама, већа је вероватноћа да ће се пукотине иницирати и ширити на границама зрна, што доводи до смањене пластичности, а штампарски калуп се не користи.
Резиме: (1) ТЦ4 прах легуре титанијума припремљен методом плазма ротирајућих електрода, (Тиањиу Метал може прилагодити прах од легуре титанијума ТЦ4 различитим процесима према потребама купаца), облик честица праха је веома близу сферичног, површина је глатка, течљивост је добра, и има добре карактеристике праха, што испуњава захтеве 3Д штампе.
(2) Микроструктура попречног пресека легуре титанијума ТЦ4 показује зрачеће стубасте кристале од температурног центра до ивице, док микроструктура уздужног пресека показује стубасте кристале који расту дуж правца слоја слагања. Контрола енергије извора топлоте може ефикасно побољшати микроструктуру легуре титанијума ТЦ4.
(3) Метода топлотне обраде чврстог раствора + старења и ваздушног хлађења ефикасно побољшава снагу и пластичност депоноване легуре титанијума ТЦ4, чинећи да њене перформансе испуњавају захтеве 3Д штампања легуре титанијума ТЦ4.
САТ НАНО је најбољи добављач ТЦ4 праха легуре титанијума у Кини, можемо понудити 15-45ум, 15-53ум, 45-105ум честице и друге величине честица, ако имате било какво питање, слободно нас контактирајте на салес03 @сатнано.цом
