摘要：本文基于三周期极小曲面(TPMS)进行不同单元类型梯度孔隙率结构的优化设计,并进行静力学及粉末流体仿真,用于对比两种单元的应力集中程度和粉末流通能力。通过对比不同梯度孔隙率的两种单元发现,由于支柱设计类型不同,primitive单元相较于gyroid单元有着更优异的力学性能;5%梯度孔隙率(45%~50%)设计在两种单元中均有着最优的力学性能;相对于均匀孔隙率的gyroid单元多孔结构,5%梯度孔隙率primitive单元多孔结构的杨氏模量为7.34 GPa,仅提升了约3.93%,但其平均屈服强度可达到444.85 MPa,大幅提升约63.42%,平均抗压强度为606.57 MPa,提升了75.20%。本研究发现,屈服强度与有效支柱尺寸的相关性较强,抗压强度与应力集中程度的相关性较强。选择合适的多孔单元类型在与加载方向成456;夹角的位置进行孔隙率梯度调整,可使整体结构具有合适的孔径和支柱直径、优良的抗压能力、较小的应力集中程度以及较优异的粉末流通能力,最终可显著提升整体结构的力学性能。

摘要：研究采用双层辉光离子渗金属技术在ti-6al-4v合金表面制备Mo基改性层的Mo扩散过程。通过观察渗层截面组织形貌,测定各种合金化元素的分布情况,着重分析不同温度下不同元素的加入对Mo扩散行为的影响。结果表明:在800～950℃下,ti-6al-4v合金离子渗Mo后所得改性层厚度、Mo平均扩散系数及相同浓度下Mo的扩散系数都随温度升高而升高;由于反溅射和ti-6al-4v基体相变等原因,1000℃时各参数反常;加入合金元素W和N使Mo的扩散系数有所降低,Mo的平均扩散系数在单纯渗Mo时为2.37688×10-4,W-Mo共渗时为1.47127×10-4,W-Mo-N共渗时为7.02681×10-5。

摘要：ti-6al-4v材料是武器结构轻量化时的重要替代材料,其冲击反应将可能增加战斗部毁伤威力,但目前缺乏对其冲击反应条件及反应机理的研究。本文将采用试验与理论分析方法,研究结构破坏模式对ti-6al-4v材料冲击反应的影响,获得其冲击反应条件及反应机理。设计并开展了钛合金弹(头部与壳体均为钛合金)与复合弹(头部碳/碳复合材料、壳体空心钛合金圆柱)正侵彻混凝土试验,撞击速度在222~1 008 m/s之间。钛合金弹激发了剧烈的氧化冲击反应,但复合弹未产生冲击反应。破坏模式宏细观分析显示,钛合金弹侵彻后宏观结构基本完整,仅表面发生摩擦磨损,以细观组织剪切变形为主要失效模式,形成尺寸在微米量级至百微米量级的颗粒碎片,碎片个数可高达3×10~6。复合弹的钛合金空心圆柱被撕裂成块,撕裂面沿剪切带方向发展,碎块尺寸在毫米或以上量级,个数至多百余个。碎片供氧和供热的效率均与碎片尺寸成反比,而特定供氧与供热条件下,碎片尺寸足够小是ti-6al-4v材料发生冲击反应的必要条件,这是钛合金弹发生冲击反应而钛合金空心圆柱无法激发冲击反应的本质原因。在具备冲击反应必要条件的前提下,碎片个数越多,冲击反应烈度越高。

摘要：为提高钛合金的耐磨性能,本课题组设计了一种Stellite6和ti粉的复合合金粉末20%Stellite6+80%ti,并通过预热和保温处理,在ti-6al-4v(TC4)基材上激光熔覆了与基材结合良好的熔覆层,然后对熔覆层的物相、显微组织、元素分布、晶粒尺寸、硬度和耐磨性进行了研究。结果表明:熔覆层中的主要物相为β-ti和Crti固溶体,晶粒细小;在保温冷却过程中发生了相分离(β→β′+β);Co、Cr、W等原子的固溶强化、细小晶粒的细晶强化、第二相β′的弥散强化,使得熔覆层的硬度比基材提高了80 Hv左右,磨损量减少了38%。

摘要：基于电弧增材制造的方法,研究了不同沉积方向及层间间隔时间对电弧增材制造ti-6al-4v钛合金直壁墙的宏观组织特征的影响。双向扫描和单向扫描分别获得了竖直生长和倾斜生长的柱状初生β晶组织。通过增加层间间隔时间至120 s获得了全等轴初生β晶组织。结果表明,底部的等轴初生β晶组织的形成是由于发生了再结晶。等轴初生β晶组织的晶粒大小同时受到热循环和再结晶两方面因素的共同作用。

摘要：ti-6al-4v合金因具有良好的强度、塑性、韧性、耐蚀性以及可焊性,在航空航天以及化工装备制造领域具有广泛应用,但其硬度以及耐磨性不高等性能短板,一定程度上限制了其摩擦磨损工况下的服役寿命。本研究基于激光熔覆优化工艺方法,增材制备具有tiC添加相的ti-6al-4v合金同质金属陶瓷熔覆层,表征并验证tiC增强相对熔覆层组织以及基本力学性能的强化作用。结果表明:熔覆层主要物相包括α-ti,β-ti以及tiC,其中tiC在熔覆层内过饱和析出,且受熔覆层不同位置过冷度差异影响,析出的tiC在熔覆层顶部以细小的颗粒状为主,而在熔覆层中部则主要呈树枝及花瓣状析出,熔覆层底部新增了麦穗状的析出形状,而稀释区则未见明显tiC析出。熔覆层平均显微硬度为530Hv0.5,较基体提升了61%;在35 N载荷下,熔覆层平均摩擦因数为0.3583,较基体降低了11%,体积磨损率约为基材的87%,磨损形式为黏着磨损和磨粒磨损。

摘要：A method to decide near optimal settings of the process parameters in friction welding was *** success of the friction welding process is based on various input parameters like friction pressure,friction time,upset pressure and upset time and output parameters like tensile strength,hardness and material ***-6al-4v and SS304L(SS) materials were joined by friction welding process using interlayer *** Box-Behnken design and response surface methodology(RSM) were applied to deciding the number of experiments to be performed and identify the optimum process parameters for obtaining better joint *** results were highly *** strength of 523 MPa was obtained at a friction pressure of 12 N/mm^2,upset pressure of40 N/mm^2,friction time of 1.2 s and upset time of 7 s.

摘要：简要综述了ti-6al-4v合金的显微组织和织构对其疲劳性能的影响及其机理.

摘要：本文设计一种上下层致密、中间多孔的“三明治”梯度结构材料,多孔层分别采用19.6、23.0和333.3 J/mm3的能量密度制备出A、B、C三种不同孔隙率的梯度结构,并对其组织和力学性能进行研究。结果表明:A型结构孔洞是无明显取向的连通孔,多孔层看不到明显的初生β柱状晶;B型结构是大量孤立孔伴随少量垂直于成形方向的连通孔,含有少量不连续的β柱状晶;C型结构多孔层的孔洞是截面为近圆形的孤立孔,多孔层中存在粗大的等轴晶。A型结构下致密层和多孔层的结合强度仅为72.3 MPa,在热应力作用下产生开裂;B型结构的拉伸强度可以达到979.1 MPa,伸长率为4.54%;C型结构的抗拉强度为1121.7 MPa,伸长率为7.05%。A、B、C型梯度结构的压缩弹性模量分别为19.7、31.5和43.7 GPa。

摘要：为了研究截面形式及尺寸对钛合金型材的静力性能、损伤疲劳性能水平及其显微组织的影响,采用不同厚度截面的对比评价方法,对ti-6al-4v合金型材不同厚度截面的静力拉伸性能、疲劳及损伤容限性能进行研究,并对不同截面型材的微观组织进行了对比分析。结果表明,拉伸性能随着截面厚度尺寸的增大而降低,断裂韧性随厚度尺寸增大而升高,厚截面尺寸的“T”型材的疲劳性能和平面应变断裂韧性最高。不同截面尺寸的ti-6al-4v合金型材,厚截面尺寸型材的晶界组织较为明显,降低了静强度性能的同时提升了疲劳及损伤容限性能,因此静强度性能随着型材截面厚度尺寸的增大而降低,疲劳性能、断裂韧性、断后伸长率和断面收缩率随截面厚度尺寸的增大而提高。工程用钛合金ti-6al-4v型材可参考静强度、疲劳性能、断裂韧性及成形性能与截面厚度的对应关系进行型材零件外形设计。