في الآونة الأخيرة، أجرى فريق البروفيسور تشونبينج هوانغ في جامعة نانتشانغ للملاحة الجوية والفضائية (NUAA) سلسلة من الدراسات حول الخواص الميكانيكية ومثبطات اللهب لسبائك التيتانيوم المثبطة للهب Ti40 بواسطة تقنية LSF. أخذ الفريق سبيكة تيتانيوم مثبطات اللهب Ti40 النموذجية كموضوع بحثي وأعد سبيكة تيتانيوم مثبطات اللهب Ti40 بواسطة تقنية LSF. تم دراسة البنية المجهرية والخواص الميكانيكية وخصائص مثبطات اللهب لعينات التشكيل المجسم بالليزر وعينات الحدادة التقليدية، كما تمت دراسة ومناقشة خصائص مثبطات اللهب والخواص الميكانيكية لعينات التشكيل المجسم بالليزر، والتي تتفوق على تلك الموجودة في عينات الحدادة التقليدية. . تم نشر نتائج الأبحاث ذات الصلة في مجلة عمليات التصنيع تحت عنوان "تحقيق خصائص ميكانيكية ومقاومة عالية للاحتراق لسبائك Ti40 عن طريق تشكيل المواد الصلبة بالليزر". لعمليات التصنيع. تم تأليف هذه الورقة من قبل طالب ماجستير العلوم كي مين هوانغ، والمؤلفان المقابلان هما الدكتور فنغ جانج ليو والبروفيسور تشون بينغ هوانغ.
Ti40 (Ti-15V-25Cr) سبائك التيتانيوم المقاومة للهب هي نوع جديد من سبائك التيتانيوم عالية الثبات مع خصائص ميكانيكية شاملة ممتازة وخصائص مثبطات اللهب، والتي تستخدم على نطاق واسع في مكونات ضاغط المروحة للمحركات الكبيرة ذات النسب العالية والهياكل الأخرى. ومع ذلك، فإن ضعف اللدونة والسيولة في درجات الحرارة العالية يؤدي إلى تكلفة عالية، ومدة دورة طويلة، وانخفاض استخدام المواد في الآلات التقليدية.
ولذلك، هناك حاجة ملحة لإيجاد تكنولوجيا تصنيع جديدة لتحسين هذه المشاكل. مع تطور تكنولوجيا التصنيع الإضافي، تم أيضًا تطبيق تشكيل المواد الصلبة بالليزر (LSF) استنادًا إلى الكسوة بالليزر وتكنولوجيا النماذج الأولية السريعة على نطاق واسع. يمكنها تصنيع الأجزاء مباشرة من نماذج CAD، ويمكنها إصلاح الأجزاء التالفة، مما يجلب أفكارًا وطرقًا جديدة لمعالجة وتصنيع سبائك التيتانيوم المثبطة للهب.
الشكل 1: رسم تخطيطي للتشكيل المجسم بالليزر وتضاريس كتلة LSF:
(أ) التشكيل المجسم بالليزر؛ ( ب ) ( ج ) كتلة LSF
الشكل 2: رسم تخطيطي لعملية أخذ عينات كتلة LSF وعملية الاجتثاث التجريبية:
(أ) أخذ العينات (ب) العلاج التجريبي للاجتثاث (ج) أخذ عينات الاجتثاث
الشكل 3: رسم تخطيطي لآلية تثبيط اللهب لسبائك Ti40
الشكل 4: صورة مقطعية لسبائك Ti40:
(أ) المنطقة العليا لعينة LSFed؛ (ب) المنطقة الوسطى من عينة LSFed؛ (ج) المنطقة السفلية لعينة LSFed؛ (د) عينة مزورة؛
1=أوم؛ 2=التسويق عبر محركات البحث.
الشكل 5: صور TEM للمراحل المترسبة لعينة LSFed: (A) المجال الساطع لـ Ti5Si3؛ (ب) نمط حيود الإلكترون لـ Ti5Si3.
الشكل 6. عينة من التشكل السطحي لسبائك Ti40 بعد الاستئصال:
(أ) LSFed؛ (ب) الحالة المزورة؛ (1) مُلغى 3 S؛ (2) مُلغى 4 S؛ (3) أبطل 5 س.
الشكل 7: صور نموذج حفرة الاجتثاث بالليزر: (أ) نموذج حفرة الاجتثاث؛ (ب) نقاط القياس
الشكل 8. صور SEM لحفر الاجتثاث: (أ) التضاريس السطحية لحفرة الاجتثاث LSFed؛ (ب) التضاريس السطحية لحفرة الاجتثاث للعينة المزورة؛ (ج) التضاريس السفلية لحفرة الاجتثاث LSFed؛ (د) التضاريس السفلية لحفرة الاجتثاث للعينة المزورة؛ ( هـ ) تضاريس الجدار الجانبي لحفرة الاجتثاث LSFed؛ (و) تضاريس الجدار الجانبي لحفرة الاجتثاث للعينة المزورة
الشكل 9. صور SEM للمقطع العرضي لحفرة الاجتثاث: (أ) حفرة الاجتثاث لعينة LSFed؛ (ب) الجزء السفلي من حفرة الاجتثاث لعينة LSFed؛ (ج) حفرة الاجتثاث للعينة المزورة؛ (د) الجزء السفلي من حفرة الاجتثاث للعينة المزورة
الشكل: 10 صور SEM لكسر سبيكة LSFed Ti40: (أ) التشكل العياني لكسر العينة؛ (ب) التشكل الموسع للمنطقة أ؛ (ج) التشكل الموسع للمنطقة ب
بناءً على الدراسة المذكورة أعلاه، تعمل عملية LSF على تحسين مشاكل تكلفة المعالجة العالية، ووقت الدورة الطويل، والاستخدام المنخفض للمواد الناتج عن المعالجة التقليدية لـ Ti40، كما أن سبيكة Ti40 المحضرة بواسطة تقنية التشكيل المجسم بالليزر تتمتع بخصائص ميكانيكية أكثر ممتازة مقارنةً بسبائك Ti40. أجزاء تزوير، وفي الوقت نفسه، نظرًا لتأثير التقسية الخاص في عملية التشكيل المجسم بالليزر، فإن الطور في سبيكة Ti40 يترسب نقطة انصهار عالية لـ Ti5Si3، والتي لا يمكنها فقط تحسين كفاءة أكسدة عناصر V وCr عن طريق الاحتفاظ بالمسام، ولكن أيضًا يبطئ تقشر طبقة الأكسيد عن طريق تقوية الترابط بين المصفوفة وطبقة الأكسيد وتحسين خاصية مثبطات اللهب لـ Ti40. توفر دراسة الخواص الميكانيكية وخصائص مثبطات اللهب لسبائك Ti40 المحضرة بواسطة تقنية LSF وسيلة تقنية جديدة لتحقيق تحضير عالي الأداء وسريع ومنخفض التكلفة للأجزاء الهيكلية المعقدة لسبائك التيتانيوم المثبطة للهب.
