Ti6Al4V
關注創建者：丁樂呵。 創建時間：2019-07-18
Ti6Al4V的視頻教程
ABAQUS三維切削視頻教程
abaqus三維切削，Ti6al4v鈦合金，包括從建模開始一直到最后job求解出最后結果的完整過程，42分鐘，包學會，有些同學想要cae文件，其實是多慮了，因為視頻的每一步都非常詳細，包學會，包做出來的，但我還是把cae文件放在附件供下載吧
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Ti6Al4V的實例教程
2020年底，西安智熔利用其自行研發生產的ZcompleX3型電子束熔絲金屬增材制造系統成形的Ti-6Al-4V合金材料，委托中國科學院沈陽金屬研究所進行了X射線探傷以及不同方向和應力比條件下的高周疲勞極限測試，測試結果顯示，試塊內部無X射線可探查的缺陷，試樣采用HIP處理及兩相區固溶+低溫時效的雙重熱處理工藝后，X和Z兩個方向的拉-拉和拉-壓高周疲勞極限均高于Ti-6Al-4V棒材技術標準要求，且數據一致性極好。
△ZcompleX3 熔絲式電子束金屬打印機
△中國科學院沈陽金屬研究所出具的檢測報告
電子束熔絲增材制造（EBAM）技術
電子束熔絲增材制造（EBAM）是3D打印領域以電子束作為熱源的一項尖端技術，在全球范圍內只有美國西亞基公司（Sciaky）、中國西安智熔等少數公司可提供商用產品。
其技術原理如下：在真空環境中，高能量密度的電子束轟擊金屬表面形成熔池，金屬絲材通過送絲裝置送入熔池并熔化，同時熔池按照預先規劃的路徑運動，金屬材料逐層凝固堆積，形成致密的冶金結合，直至制造出金屬零件或毛坯。
△電子束熔絲增材制造技術原理圖
△2017年陜西衛視對西安智熔熔絲式電子束金屬3D打印系統的報道
這項技術的特點非常明顯，真空環境中打印，有效避免雜質元素混入；成型速度快，材料利用率高，不銹鋼熔絲效率最高可達15kg/h，適合大型結構件快速制造；成型工藝一致性好；可進行功能梯度材料增材(FGM)及金屬基復合材料增材制造，還可以加工鎢、鉬、鈮、鉭等難熔金屬。但零件表面精度不高，后期需要使用CNC進行加工。
展開 圖2：Determine background前后之比較
圖3：Score欄位數值代表參考卡號與測試結果擬合程度
相組成分析
本次使用Aeris XRD分析了Ti6Al4V的粉末、冷噴涂后真空燒結涂層兩種狀態。Ti6Al4V粉末狀態下的XRD分析圖譜（請見圖4），經卡號比對出HCP結構之α相與BCC結構之β相，判斷Ti6Al4V為α+β相；α相于35.646°、38.550°、40.699°2θ分別可發現(100)、(002)、(101)結晶方向的peak；而β相則在38.466°2θ可發現(011)結晶方向的peak。而Ti6Al4V冷噴涂涂層經過真空擴散后于XRD繞射峰比對發現了FeTi介金屬相及FeO相，XRD分析結果如圖５。
圖4：Ti6Al4V粉末之XRD圖譜
圖5：Ti6Al4V冷噴涂層經真空擴散后之XRD圖譜
結語
經過Aeris XRD與HighScore軟件分析，確定了Ti6Al4V為α+β相，而Ti6Al4V冷噴涂涂層經過真空擴散后，形成了介金屬相。本文藉由Ti6Al4V粉末、涂層的分析，簡單地介紹Aeris XRD與軟件HighScore Plus的功能。此外，還有晶粒尺寸、Micro strain、殘留應力等更加深入的分析可探索。XRD分析就像廚具與廚藝的關系，Aeris XRD是一項好工具，是得到數據的便捷方法，而如何去運用數據去計算與解釋結果，更是能展現專業的一大學問。
展開 目前看了很多做TC4（還有高溫合金之類）的切削仿真，都采用設置切屑層與分離層的方法，更有甚者改變工件的入刀幾何形狀，個人認為這些做法都很不妥，違背了實際切削情況。實際切削時工件不存在分層現象，不存在不同層之間材料參數不同的情況，這種做法完全是為了做仿真而做仿真，為了做鋸齒切屑而做鋸齒切屑。
以上純屬個人觀點，下面是在不分層（整個工件材料屬性一致）的情況下做的TC4切削仿真，無刀具——工件穿透現象，即使切屑彎曲，也不會出現切屑——工件穿透現象。
MAT224_User_Guide-Feb6-2019.pdf
tctt14-2.pdf
【成果簡介】
近日，比利時魯汶大學Aude Simar教授課題組的黃春杰博士后與法國UTBM大學、廣東新材料所、中國攪拌摩擦焊接中心以及比利時魯汶大學等相關人員合作，針對目前SLM塊材孔隙率和大量針狀α′組織導致激光3D打印塊材延展性差的這一主要缺陷，其研究選擇一種攪拌摩擦加工的后處理方法改性選擇性激光熔化Ti6Al4V合金塊材，用以降低材料的孔隙率，均勻化局部的組織結構，大量的提高了材料的斷裂應變（0.21至0.65），從而獲得高延展性和強度兼具的性能。該成果以題為“Ductilization of selective laser melted Ti6Al4V alloy by friction stir processing”發表在國際知名期刊Materials Science and Engineering: A上。
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Melt Pool Characterization for Selective Laser Melting of Ti-6Al-4V Pre-alloyed Powder (2014)]
2. 性能和擴展性改進
FLOW-3D WELD 2025R1 支持高性能計算（HPC）平臺，實現了前所未有的仿真速度。
而Ti6Al4V冷噴涂涂層經過真空擴散后于XRD繞射峰比對發現了FeTi介金屬相及FeO相，XRD分析結果如圖５。
圖4：Ti6Al4V粉末之XRD圖譜
圖5：Ti6Al4V冷噴涂層經真空擴散后之XRD圖譜
結語
經過Aeris XRD與HighScore軟件分析，確定了Ti6Al4V為α+β相，而Ti6Al4V冷噴涂涂層經過真空擴散后，形成了介金屬相。
圖2：保時捷 GT2 RS 運動跑車排氣管部件設計變更，打印和后處理
圖 2 顯示了在Simufact Additive中采用鈦合金 Ti-Al6-4V 材料進行打印過程仿真的結果。仿真計算過程中，結果可實時查看。
Keyhole-induced porosities in Laser-based Powder Bed Fusion (L-PBF) of Ti6Al4V: High-fidelity modelling and experimental validation.
在本研究中，在一個10.4×10.4×4.5大小的粉床上制作多道直線激光加工實驗，每道加工長度為8mm，共加工六道。
一、創建仿真模型
本教程采用abaqus中CEL（耦合的歐拉-拉格朗日）方法對鈦合金（Ti6AL4V）的銑削過程進行仿真，通過仿真結果可以提取刀具受力及溫度變化，并直觀的觀察到切屑的生成過程。模型建模均在ABAQUS CAE中完成，通過調整尺寸參數可方便的對模型進行修改。附件中會提供CAE源文件。
鈦合金車削過程中加工區域溫度升高，會出現金剛石車刀磨損加劇影響加工表面質量的問題，使用冷卻液噴射的方式可以改善車削環境，提高鈦合金加工表面質量和金剛石刀具耐用度，基于ABAQUS仿真軟件建立Ti-6Al-4V鈦合金的水射流冷卻切削模型，研究超聲振動條件下應力和溫度變化規律。
1.
-6Al-4V alloy by shear thickening polishing
中圖儀器誠摯邀請廣大科研老師合作
我們熱切期待參與需要利用光學3D表面輪廓儀對材料、元器件表面進行微觀形貌分析的研究課題。
材料采用Ti-6Al-4V鈦合金，有限單元區賦予彈塑性參數，無限單元賦予彈性參數。具體參數如下：
密度：4.5e-9；彈性：1.2e5,0.34；塑性：A:1098 B:1092 C:0.014 n:0.93 參考應變率：1
裝配：全局坐標原點與有限單元頂點重合。
為了預測Ti-6Al-4V在電子束激光沉積過程中的熱機械響應, Erik等[12,13]建立了三維熱彈塑性有限元分析模型預測變形和殘余應力。根據歐拉熱計算方法, 高效的有限元模型也被用來分析溫度場和應力場的分布[14]。Michael等[15]的研究集中在結合特定邊界條件和溫度的熱力耦合模型, 以此確定增材制造過程中熱對殘余應力和變形的影響。
粉末為Ti-6Al-4V 材料，顆粒分布在40～100 \mu m，且層厚均為100 \mu m。采用功率P=240 W，速度v=0.5 m/s 的電子束掃描參數進行單道掃描成型，其對應結果如圖4(b) 所示。Ti-6Al-4V 材料液相點溫度為1928 K，因此圖中紅色區域對應熔池。
