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北京科技大学罗乙娲团队:激光粉末床熔制Ti6Al4V的组织和耐蚀性

论论资讯 | 2023-03-01 1热度

Metals

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Microstructure and Corrosion Resistance of Ti6Al4V Manufactured by Laser Powder Bed Fusion

Luo Y.; Wang M.; Zhu J.; Tu J.; Jiao S.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/met13030496

研究背景

随着社会的发展,人们对于医疗器械和航空航天等领域的要求越来越高,特别是对于材料的性能和质量方面。而钛合金因其轻质、高强度、良好的生物相容性等优点,成为了这些领域的重要材料。但是,传统的制备方法存在着制约,如制造复杂结构的钛合金植入物时,传统的方法无法满足要求。因此,需要一种新的制备方法,来满足高性能钛合金的制备需求。

研究内容

本研究主要使用了激光熔化成形技术(LPBF)来制备钛合金,并探究了激光功率和扫描速率对钛合金的密度、硬度、抗压强度和耐腐蚀性的影响。研究采用了金相显微镜、机械分析和电化学测试等方法对钛合金进行了分析。结果表明,随着扫描速率的增加和激光功率的降低,β相向α′相的转变功率降低,同时α′相的形态也从片状变成针状。当扫描速率为1000 mm/s,激光功率为280 W时,钛合金的硬度达到了最大值(480.53 HV),因为α′相的充分沉淀。当激光能量密度过低时,钛合金中会出现未熔合的孔洞,当激光能量密度过高时,钛合金中会出现气孔,这两种缺陷都会降低合金的抗压强度。当扫描速率为1200 mm/s,激光功率为240 W时,钛合金的相对密度最大(99.96%),同时抗压强度(1964 MPa)和耐腐蚀性(3.16 MΩ·cm<sup>2</sup>)均达到最大值。

研究意义

本研究通过对激光熔化成形技术制备钛合金的研究,探究了激光功率和扫描速率对钛合金性能的影响,为钛合金的制备提供了新的思路和方法。同时,钛合金具有广泛的应用前景,如医疗器械和航空航天等领域,本研究对于钛合金的制备和应用具有重要的意义。

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