激光熔化沉积TiC.pptx

激光熔化沉积TiC/TA15钛基复合材料的微观组织和拉伸性能 1.引言 2.实验步骤 3.实验结果 4.讨论 5.结论 1.引言 非连续增强的钛基复合材料具有高强度、高硬度、各向异性和相对简单的制造工艺而备受亲睐。目前已有很多快速凝固的方法被用来提高钛基复合材料的增强相体积分数和其机械性能，如激光工程净化成型、激光制造、激光粉末沉积、激光熔化沉积等。本文主要研究不同体积分数增强相的复合材料的微观组织和室温拉伸性能。 2.实验步骤 实验原材料 TA15 TiC 氩气雾化为球形，成分为Ti–6Al–2Zr–1Mo–1V (wt.%)，粒径＜75μm 纯度大于99.7%，平均粒径2.6μm 在实验过程中分别加入5%、10%和15%体积分数的TiC与TA15制造TiC/TA15复合材料。 为了克服气体辅助送粉过程中由于粉末的颗粒尺寸相对细小导致的困难，通过以下步骤制备粉末颗粒：首先将TiC和TA15在溶解有一定醋酸纤维素的丙酮中混合，然后将其放入炉中加热至393K，保温两个小时以去除丙酮。所得的块体便是粉末与醋酸纤维素相结合的产物，最终通过研磨可得到粒径为75-212μm的粉末 沉积原理 激光沉积参数 扫描功率 光速直径 扫描速度 单次沉积厚度 送粉率 4-4.5Kw 5mm 250mm/min 0.4mm 7.5-8.8g/min 检测方法 试样用Koll试剂腐蚀，微观结构使用光学显微镜，扫描电子显微镜观察，然后用XRD进行成分分析，测洛氏硬度，使用背向散射电子试样照片来分析复合材料中TiC的体积分数。在测复合材料的室温拉伸强度时拉伸速度为0.2mm/min. 3.实验结果 拉伸性能 4.讨论 值得注意的是随着TiC增强相的增加，TiC/TA15复合材料的拉伸性能变的恶化。这些主要是由于两个原因造成的：在拉伸过程中增强相TiC过早失效和复合材料的损伤容限降低。在实验过程中，大的块状颗粒，一些团聚的碳化物很容易造成材料过早的断裂。未熔化的TiC形成块状颗粒，更容易产生缺陷。团聚的颗粒很大程度上降低了材料的塑性，产生了很强的应力集中，并且形成了三向应力。根据微观分析，随着TiC增强相的增加这些关键碳化物含量明显增加。因此期望在拉伸试验时用较高体积分数的TiC来改善复合材料的室温拉伸性能因为这些颗粒的过早失效而变得不现实。此外，碳化物含量的增高使得复合材料韧性降低也是复合材料强度降低的原因。因此，材料中TiC的含量越高使得材料对损伤的敏感性越高。 5.结论 1.含有5%、10%、15%TiC的TiC/TA15可以用激光沉积的方法制造出来。复合材料的微观组成主要是α+β钛和均匀或近似均匀分布的TiC增强相。随着碳化物的增加平均粒径增加了8.6-11.2μm，TiC体积分数增加了5%-15%。 2.当TiC的体积分数超过5%时，随着TiC的增加，基体材料的机械性能变差。 3. TiC/TA15的拉伸断裂机械性能是由载荷传递所引起的颗粒破裂导致的。材料中破碎的颗粒周围的形核、长大、微孔的聚集等都会导致材料的最终失效。