用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法技术

用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法，通过在激光增材制造钛合金零件过程中，对钛合金零件进行感应加热并施加超声冲击，减小钛合金变形抗力以提高塑性变形程度和应力，促进再结晶过程向等轴晶转变；由于感应加热集肤效应及钛合金导热性差，形成边缘高中间低的温度分布，使得钛合金零件的表面一定厚度范围内达到锻造温度从而获得等轴晶组织，中间部分则为短棒状柱状晶形貌；本发明专利技术减小激光增材制造钛合金零件的各向异性，综合提高其塑性、疲劳强度和断裂韧性，加速钛合金在航空航天领域的推广应用。

A Method of Controlling Alloy Addition by Induction Heating Micro-forging to Fabricate Equiaxed Crystal Microstructure of Titanium Alloy

In order to improve the plastic deformation and stress of titanium alloy and promote the transformation of recrystallization process to equiaxed crystal, the method of adjusting and controlling the equiaxed crystal structure of titanium alloy by induction heating and micro-forging was used. In the process of manufacturing titanium alloy parts by laser heating, the deformation resistance of titanium alloy parts was reduced by induction heating and ultrasonic impact, and the transformation of recrystallization process to equiaxed crystal was promoted. The invention reduces the anisotropy of titanium alloy parts manufactured by laser augmentation, comprehensively improves its plasticity, fatigue strength and fracture toughness, and accelerates the titanium alloy in aerospace collar. Extension and application of domain.

【技术实现步骤摘要】
用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法
本专利技术属于金属增材制造组织控制
，具体涉及用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法。
技术介绍
钛合金由于导热性差及激光增材制造具有快冷凝固的特点，其在激光熔覆沉积的过程中易形成垂直于激光扫描方向，贯穿整个熔覆沉积层的粗大柱状晶，相比于等轴晶组织，其导致了钛合金构件各向异性问题突出，塑性、疲劳强度和断裂韧性较差，严重制约了其在航空航天领域的实际推广应用。当前调控钛合金宏观组织(晶粒)的方法主要分为化学处理(添加晶粒细化剂)和物理处理(外加电磁场、超声冲击等)。如西安交通大学梁朝阳和李丽君等分别向钛合金粉末中添加变质剂B和Si，阻碍了柱状晶的定向生长，大大细化了晶粒尺寸，减小了各向异性。但是变质剂的引入在一定程度上会带入杂质元素，添加过多的话还会引起成分偏析，并且要投入使用还需对合金的其他性能进行重新测试评估。钛合金热变形锻造加工可形成等轴晶组织，但未在激光熔覆沉积技术中推广。山东大学的NanLi等人(N.Li,J.Sun,G.Zhang,J.Lu,andY.Li,“Effectofultrasonicimpact本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法，其特征在于：通过在激光增材制造钛合金零件过程中，对钛合金零件进行感应加热并施加超声冲击，形成边缘高中间低的温度分布，使得钛合金零件的表面一定厚度范围内达到锻造温度从而获得等轴晶组织，中间部分则为短棒状柱状晶形貌。

【技术特征摘要】
1.用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法，其特征在于：通过在激光增材制造钛合金零件过程中，对钛合金零件进行感应加热并施加超声冲击，形成边缘高中间低的温度分布，使得钛合金零件的表面一定厚度范围内达到锻造温度从而获得等轴晶组织，中间部分则为短棒状柱状晶形貌。2.根据权利要求1所述的用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法，其特征在于：所述的感应加热采用10-35KW，5-15kHz的中频感应加热器，加热温度为600-900℃，感应加热线圈与钛合金零件表面间距≤10mm，能够在距钛合金零件外表面2～10mm的厚度范围内得到等轴晶组织，通过改变感应加热的频率、电流大小或功率，能够改变集肤效应的作用深度，从而改变等轴晶区的大小。3.根据权利要求1所述的用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法，其特征在于：所述的激光增材制造钛合金过程中的成形环境氧含量≤20ppm，水含量小于50ppm，氩气作为保护气。4.根据权利要求1所述的用感应加热微锻造调控增材制造钛合金等轴晶组织的方法，其特征在于：所述的超声冲击采用1000W以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张安峰，刘亚雄，王宏，张金智，齐振佳，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61