آلیاژ تیتانیوم TC4

آلیاژ تیتانیوم TC4 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، استحکام ویژه بالا، چقرمگی خوب و زیست سازگاری عالی به طور گسترده در زمینه های هوافضا، شیمیایی، زیست پزشکی و سایر زمینه های مهم استفاده می شود. با این حال، پردازش آلیاژ تیتانیوم TC4 تحت فرآیند سنتی دارای معایبی مانند استفاده کم از مواد، هزینه ساخت بالا و تغییر شکل دشوار است که به طور جدی ترویج و کاربرد آلیاژ تیتانیوم TC4 را محدود می کند و ظهور فناوری چاپ سه بعدی این وضعیت را بهبود می بخشد. .

چاپ سه بعدی، که نام علمی آن تولید افزودنی است، در فناوری نمونه سازی سریع در دهه 1990 ایجاد شد. متمایز از تولید کاهشی، از اصل گسسته/انباشتگی، استفاده از فناوری رایانه برای پردازش قطعات مدل جامد سه بعدی برش داده شده به یک سری از برش های نازک با ضخامت معین، تجهیزات چاپ سه بعدی برای پردازش تجزیه و تحلیل داده ها و پردازش مداوم استفاده می کند. پردازش هر برش نازک و انباشته شدن و به دنبال آن تشکیل قطعات جامد متراکم. فناوری چاپ سه بعدی برای پردازش هر شکلی از قطعات مناسب است و میزان استفاده از مواد بالا، کم هزینه است، فناوری چاپ سه بعدی برای پردازش قطعات با هر شکلی مناسب است و مزایای استفاده از مواد بالا، هزینه کم، انعطاف پذیری بالا را دارد. و ادغام بالا و غیره. این به ویژه برای تشکیل آلیاژ تیتانیوم TC4 مناسب است. فناوری چاپ سه بعدی عمدتاً شامل ذوب لیزری انتخابی (SLM)، شکل دهی شبکه مهندسی شده لیزری (LENS) و ذوب پرتو الکترونی (EBM) است. ذوب پرتو الکترونی (EBM). در میان آنها، قالب‌گیری EBM در مقایسه با دو فناوری قالب‌گیری دیگر مزایای زیادی دارد: (1) قالب‌گیری EBM از پرتو الکترونی به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کند، بدون انعکاس در فرآیند تولید و استفاده از انرژی بالا. (2) قالب گیری EBM در یک محیط خلاء انجام می شود که می تواند به طور موثر از آلودگی سایر عناصر موجود در هوا جلوگیری کند. (3) قالب گیری EBM به دلیل انرژی ورودی بالا و سرعت اسکن بالا کارآمدتر از سایر فناوری های قالب گیری است. (4) قالب گیری EBM به دلیل انرژی ورودی بالا و سرعت اسکن بالا موثرتر از سایر فناوری های قالب گیری است. (5) قالب گیری EBM نسبت به سایر فناوری های قالب گیری کارآمدتر است. بالا؛ (4) قطعات قالب گیری EBM تنش های پسماند کمتری دارند و نیازی به عملیات حرارتی بعدی ندارند و در مصرف انرژی صرفه جویی می کنند.
نتایج تحقیقات داخلی و خارجی برای آلیاژ تیتانیوم TC4 تشکیل دهنده EBM نشان می دهد که: EBM تشکیل دهنده آلیاژ تیتانیوم TC4 سازمان ماکروسکوپی برای رشد کریستال های ستونی در امتداد جهت ساختمان، ریزساختار برای ساختار لایه لایه +، هر چه سرعت خنک کننده سریع تر باشد، راحت تر به دست آوردن ریزتر است. ریزساختار بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند به EBM بهترین چگالی انرژی را می‌دهد که می‌تواند به طور موثر از تولید تعداد زیادی نقص جلوگیری کند. تیمار بعدی HOP همچنین تخلخل را از بین می برد و ریزساختار را همگن می کند، که به طور قابل توجهی خواص خستگی را بهبود می بخشد، اگرچه منجر به درشت شدن دانه، تراکم دررفتگی کمتر و کاهش جزئی در استحکام آلیاژ می شود. بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند شکل‌دهی EBM، تکمیل‌شده با عملیات بعدی مناسب، می‌تواند با ریخته‌گری و آهنگری معمولی آلیاژهای تیتانیوم TC4 با خواص قابل مقایسه با EBM به دست آید که باعث صرفه‌جویی در مواد خام، سریع، کارآمد، شکل‌گیری آسان اشکال پیچیده می‌شود. قطعه کار، و به تدریج جایگزین روش های فعلی تولید کاهشی مورد استفاده در زمینه های هوافضا، شیمیایی و پزشکی خواهد شد.