Baru-baru ini, tim Prof. Chunping Huang di Universitas Aeronautika dan Astronautika Nanchang (NUAA) telah melakukan serangkaian penelitian tentang sifat mekanik dan ketahanan api dari paduan titanium tahan api Ti40 dengan teknologi LSF. Tim mengambil paduan titanium tahan api khas Ti40 sebagai objek penelitian dan menyiapkan paduan titanium tahan api Ti40 dengan teknologi LSF. Struktur mikro, sifat mekanik dan sifat tahan api dari spesimen laser stereoforming dan spesimen penempaan konvensional diselidiki, dan sifat tahan api dan sifat mekanik dari spesimen laser stereoforming, yang lebih unggul dari spesimen penempaan konvensional, juga dipelajari dan dibahas. . Hasil penelitian terkait dipublikasikan dalam Journal of Manufacturing Processes dengan judul "Mencapai sifat mekanik dan ketahanan bakar yang unggul dari paduan Ti40 dengan pembentukan padat laser". Proses Manufaktur. Makalah ini ditulis oleh mahasiswa MS Ki-Min Huang, dan penulis terkait adalah Dr. Feng-Gang Liu dan Prof. Chun-Ping Huang.
Paduan titanium tahan api Ti40 (Ti-15V-25Cr) adalah jenis baru paduan -titanium yang sangat stabil dengan sifat mekanik komprehensif yang sangat baik dan sifat tahan api, yang banyak digunakan dalam komponen kompresor kipas mesin besar dengan rasio aspek tinggi dan struktur lainnya. Namun, plastisitas dan fluiditas suhu tinggi yang buruk menyebabkan biaya tinggi, waktu siklus yang lama, dan pemanfaatan material yang rendah dalam pemesinan konvensional.
Oleh karena itu, ada kebutuhan mendesak untuk menemukan teknologi manufaktur baru untuk mengatasi masalah ini. Dengan berkembangnya teknologi manufaktur aditif, laser solid forming (LSF) berbasis laser cladding dan teknologi rapid prototyping juga telah diterapkan dalam skala besar. Perusahaan ini dapat memproduksi suku cadang langsung dari model CAD, dan dapat memperbaiki suku cadang yang rusak, sehingga menghadirkan ide dan metode baru untuk pemrosesan dan pembuatan paduan titanium tahan api.
Gambar 1 Diagram skema stereoforming laser dan topografi blok LSF:
(a) stereoformasi laser; (b) (c) blok LSF
Gambar 2 Diagram skema proses percobaan pengambilan sampel dan ablasi blok LSF:
(a) Pengambilan sampel blok (b) Perlakuan eksperimental ablasi (c) Pengambilan sampel spesimen ablasi
Gambar 3 Diagram skema mekanisme penghambatan api paduan Ti40
Gambar 4 Gambar penampang paduan Ti40:
(A) wilayah teratas sampel LSFed; (B) wilayah tengah sampel LSFed; (C) wilayah terbawah sampel LSFed; (D) sampel palsu;
1=OM; 2=SEM.
Gambar 5 Gambar TEM dari fase endapan sampel LSFed: (A) bidang terang Ti5Si3; (B) pola difraksi elektron Ti5Si3.
Gambar 6 Contoh morfologi permukaan paduan Ti40 setelah ablasi:
(a) LSF; (b) keadaan palsu; (1) dihilangkan 3 S; (2) dihilangkan 4 S; (3) dihilangkan 5 S.
Gambar 7 Gambar model lubang ablasi laser: (a) model lubang ablasi; (b) titik pengukuran
Gambar 8 Gambar SEM lubang ablasi: (a) topografi permukaan lubang ablasi LSFed; (b) topografi permukaan lubang ablasi benda uji yang ditempa; (c) topografi dasar lubang ablasi LSFed; (d) topografi dasar lubang ablasi benda uji tempa; (e) topografi dinding samping lubang ablasi LSFed; (f) topografi dinding samping lubang ablasi benda uji tempa
Gambar 9 Gambar SEM penampang lubang ablasi: (a) lubang ablasi spesimen LSF; (b) dasar lubang ablasi spesimen LSFed; (c) lubang ablasi benda uji yang ditempa; (d) dasar lubang ablasi benda uji palsu
Gambar 10 Gambar SEM patahan paduan LSFed Ti40: (a) morfologi makroskopis patahan spesimen; (b) pembesaran morfologi daerah A; (c) pembesaran morfologi daerah B
Berdasarkan studi di atas, proses LSF memperbaiki masalah biaya pemrosesan yang tinggi, waktu siklus yang panjang, dan pemanfaatan material yang rendah yang disebabkan oleh pemesinan tradisional Ti40, dan paduan Ti40 yang dibuat dengan teknologi laser stereoforming memiliki sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan dengan proses LSF. menempa bagian, dan pada saat yang sama, karena efek temper khusus dalam proses stereoforming laser, fase-dalam paduan Ti40 mengendapkan titik leleh Ti5Si3 yang tinggi, yang tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi oksidasi elemen V dan Cr dengan mempertahankan pori-pori, tetapi juga memperlambat pengelupasan lapisan oksida dengan memperkuat ikatan antara matriks dan lapisan oksida dan meningkatkan sifat tahan api Ti40. Studi tentang sifat mekanik dan sifat tahan api dari paduan Ti40 yang dibuat dengan teknologi LSF memberikan sarana teknis baru untuk mewujudkan persiapan bagian struktural kompleks paduan titanium tahan api yang berkinerja tinggi, cepat dan berbiaya rendah.
