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稀有金属2025年第09期:退火温度对SLM TC4疲劳损伤演化行为的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈云;张丽;王耀新;张伟东;

单位:内蒙古工业大学理学院;

摘要:本文以激光选区熔化(SLM)成形的Ti-6Al-4V(TC4)合金为研究对象,采用MTS疲劳试验机、显微硬度计、光学显微镜(OM)和场发射扫描电子显微镜(SEM)等手段,结合数字图像相关方法(DIC),研究了不同退火温度下激光选区熔化成形TC4合金的力学性能以及疲劳损伤演化行为,选取3组不同退火温度分别记为AT1, AT2, AT3。结果表明:随着退火温度的升高,针状α′相逐渐消失转变为α+β相,α相发生粗化,β相含量升高;硬度与强度下降,塑性提升,疲劳性能先上升后下降。疲劳试验在单一应力水平(屈服强度的35%)下进行,结合DIC表面应变场定义应变因子作为损伤变量,由应变因子得出损伤因子(D)。利用损伤因子D定量描述了3组退火温度下合金的疲劳损伤演化规律,根据损伤力学理论,用Chaboche损伤模型对损伤因子D进行拟合,建立了疲劳损伤演化方程,得出临界损伤因子D_c。退火温度越高,材料越早进入快速损伤阶段,因此临界损伤因子D_c随退火温度的升高而降低,AT1退火方式下合金疲劳性能最佳。

关键词:激光选区熔化(SLM)成形TC4合金;;热处理;;数字图像相关法(DIC);;疲劳损伤演化

基金资助:国家自然科学基金项目(12262029);; 内蒙古自治区高校基本科研业务项目(JY20220254);; 内蒙古工业大学博士基金项目(BS2021053)资助