西安交大卢秉恒院士增材制造顶刊《AM》：增材制造新型高性能钛纤维增强5xxx铝合金(2)
时间：2023-03-06 10:58 来源：材料学网 作者：admin 阅读：次
图6 原始Ti64的IPF图像，如建成的Al5183铝合金和TFRA
(a)原装Ti64线;(b) Al5183铝合金沉积;(c) TFRA沉积上部(I区+部分II区);(d) TFRA沉积下部(第II区);(e) TFRA沉积上部I区部分界面面积;(f) TFRA下部第II区部分界面区。
图7 铝合金上下区域极坐标图
(a)铝合金上半部，(b)铝合金下半部。
图8 Ti64合金的极性图。
(a)粗电线;(b)钛合金丝I区;(c)钛合金丝中的II区。
图9 (a) Ti64、Al5183沉积和钢丝添加剂TFRA的拉伸(应力-应变)曲线;(b) 5系铝合金电弧焊或丝材添加剂的拉伸性能。
图10 (a)摆锤对Al5183和TFRA的冲击结果图;(b) TFRA在撞击过程中的示意图。
图11 (a) TFRA拉伸试样断口形貌;(b)铝合金基体断口形貌;(c)钛合金丝材的边缘过渡区;(d)钛合金丝纤维区-辐射区形态;(e)钛合金丝纤维带形态;(f)钛合金丝辐射区的形态。
图12 TFRA试样冲击试验结果的形貌。
(a)冲击试样的断裂形态;(b)断丝的断口形态;(c)对应的成分扫描分布;(d) Ti分布;(e) Al分布;(f) V分布;(g) Mg分布。
图13所示。拉伸试验得到的工程应力-应变曲线。
综上所述，本文利用CMT - DED -电弧成功制备了钛合金纤维增强铝合金(TFRA)壁状构件，并显著提高了构件的强度和冲击韧性。根据本研究的结果，可以得出以下结论:
1）采用CMT - DED -电弧双丝进给系统制备了稳定、均匀的钛纤维增强铝合金构件。通过控制钛合金丝的进给路径和沉积过程中的电弧热输入，使钛合金丝保持固态。
2）钛合金丝与铝合金基体界面厚度约为3 ~ 10 μ m，化学成分呈梯度转变，无明显开裂倾向。振荡模式避免了CMT - DED -电弧过程中产生较厚的脆性金属间相。
3)与未增强的DED-弧铝构件相比，添加10.5%体积分数的钛纤维后，TFRA构件的屈服强度、抗拉强度和比强度分别提高了124%、33%和25%。同时，其延伸率保持在20%左右，与铝合金构件板的延伸率一致。混合定律理论和有限元分析验证了材料性能的改善主要是由于钛增强纤维的引入。
4）与未加固构件相比，TFRA构件的冲击能提高了128%。这是因为铝基体的裂纹扩展被钛纤维阻断，冲击过程中吸收了大量的冲击能量。
(责任编辑：admin)
上海大学刘媛媛教授等：细
Stratasys将把3D打印部件
Lilach Porges将过山车元
金物新材总经理王海英：20
卢秉恒院士：要在太空中建
上海交大李军副教授、李建最新内容
中科院林鑫团队To
专访清锋创始人姚
浙江大学贺永教授
吴逸飞：区块链技
黄维院士团队：3D
孙陆逸教授：高分热点内容
