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氢辅助气体捕捉法制备泡沫Ti-6Al-4V及其机理研究

王哲磊 , 任学平 , 侯红亮 , 王耀奇 , 逯伟

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.11.001

对气体捕捉法制备泡沫Ti-6A1-4V过程中未发泡的坯料进行置氢处理,然后再进行等温发泡.运用阿基米德原理对发泡后坯料孔隙率进行测量.通过OM和SEM对坯料内部微观特征进行观察.研究氢对坯料等温发泡过程的影响规律及作用机制.结果表明:质量分数为0.15%的氢能将坯料最佳发泡温度降低60℃,即在890℃下孔隙率可达到32.88%(体积分数),孔径达到160μm,孔洞分布弥散的泡沫Ti-6Al-4V.主要机理:氢以降低坯料(α+β)/β相转变温度的方式,提高基体内塑性较好的β相比例,并能在一定程度上软化α相,降低坯料高温流变应力,进而降低最佳发泡温度.

关键词: 泡沫Ti-6Al-4V , , 等温发泡 , 气体捕捉法

气体捕捉法制备泡沫Ti-6Al-4V三明治结构与性能评价

王哲磊 , 王耀奇 , 侯红亮 , 任学平

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.10.021

基于气体捕捉法制备泡沫钛三明治结构工艺,对以钢包套+Ti-6Al-4V板+Ti-6Al-4V粉的封装工艺制备的泡沫Ti-6Al-4V三明治结构预制坯进行了900℃下不同变形量的轧制,并进行了950℃/10 h的等温发泡.通过SEM对不同状态的三明治结构芯部孔洞状态进行观察和测量,探究了轧制变形量对泡沫Ti-6Al-4V三明治结构预制坯等温发泡行为的影响.结果表明:轧制主要是以沿轧制方向拉长孔洞和增加孔洞连通的方式影响泡沫Ti-6Al-4V三明治结构芯部,且轧制变形量越大越严重,但对孔洞内壁形态及孔洞在垂直于轧向平面内的形态未产生影响.当预制坯轧制变形量为80%时,经等温发泡成功制备了面板厚度为362 μm,芯部孔隙率达到40%的泡沫Ti-6Al-4V三明治结构,其在高应变速率下抗压强度达到824.8 MPa,400℃下热导率仅为致密金属的52.8%.

关键词: 泡沫Ti-6Al-4V , 气体捕捉法 , 三明治结构 , 孔洞结构

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