Ti-6Al-4V
關(guān)注創(chuàng)建者：Janko 創(chuàng)建時(shí)間：2017-03-25
Ti-6Al-4V的視頻教程
章節(jié)五、simufact.forming14.0風(fēng)機(jī)葉片
１）幾何模型：見CAD文件 ２）材料模型：DB.Ti-6Al-4V_h ３）設(shè)備參數(shù)：液壓機(jī) 100 mm/s ４）摩擦條件：DB.titanium-hot-medium ５）溫度條件：模具溫度380℃ 工件溫度930℃ 環(huán)境溫度50℃ ６）其它邊界條件：無(wú) ７）網(wǎng)格劃分：成形區(qū)間自動(dòng)細(xì)化 ８）成形控制：模具間隙6.057ｍｍ ９）模型檢查，提交計(jì)算 １０）后處理分析
￥8 33分鐘 382播放
查看
Abaqus切削仿真
采用Abaqus有限元軟件進(jìn)行Ti6Al4V鈦合金的二維切削仿真，調(diào)試出鋸齒狀切屑（工件自接觸），包括建立幾何模型到結(jié)果求解。
￥80 27秒 107播放
查看
Ti-6Al-4V的實(shí)例教程
2020年底，西安智熔利用其自行研發(fā)生產(chǎn)的ZcompleX3型電子束熔絲金屬增材制造系統(tǒng)成形的Ti-6Al-4V合金材料，委托中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)金屬研究所進(jìn)行了X射線探傷以及不同方向和應(yīng)力比條件下的高周疲勞極限測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，試塊內(nèi)部無(wú)X射線可探查的缺陷，試樣采用HIP處理及兩相區(qū)固溶+低溫時(shí)效的雙重?zé)崽幚砉に嚭?，X和Z兩個(gè)方向的拉-拉和拉-壓高周疲勞極限均高于Ti-6Al-4V棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，且數(shù)據(jù)一致性極好。
△ZcompleX3 熔絲式電子束金屬打印機(jī)
△中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)金屬研究所出具的檢測(cè)報(bào)告
電子束熔絲增材制造（EBAM）技術(shù)
電子束熔絲增材制造（EBAM）是3D打印領(lǐng)域以電子束作為熱源的一項(xiàng)尖端技術(shù)，在全球范圍內(nèi)只有美國(guó)西亞基公司（Sciaky）、中國(guó)西安智熔等少數(shù)公司可提供商用產(chǎn)品。
其技術(shù)原理如下：在真空環(huán)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(guò)送絲裝置送入熔池并熔化，同時(shí)熔池按照預(yù)先規(guī)劃的路徑運(yùn)動(dòng)，金屬材料逐層凝固堆積，形成致密的冶金結(jié)合，直至制造出金屬零件或毛坯。
△電子束熔絲增材制造技術(shù)原理圖
△2017年陜西衛(wèi)視對(duì)西安智熔熔絲式電子束金屬3D打印系統(tǒng)的報(bào)道
這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)非常明顯，真空環(huán)境中打印，有效避免雜質(zhì)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(dá)15kg/h，適合大型結(jié)構(gòu)件快速制造；成型工藝一致性好；可進(jìn)行功能梯度材料增材(FGM)及金屬基復(fù)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(jìn)行加工。
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(shè)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(gè)人認(rèn)為這些做法都很不妥，違背了實(shí)際切削情況。實(shí)際切削時(shí)工件不存在分層現(xiàn)象，不存在不同層之間材料參數(shù)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(gè)人觀點(diǎn)，下面是在不分層（整個(gè)工件材料屬性一致）的情況下做的TC4切削仿真，無(wú)刀具——工件穿透現(xiàn)象，即使切屑彎曲，也不會(huì)出現(xiàn)切屑——工件穿透現(xiàn)象。
圖2 Ti-6Al-4V 鍛件樣品酸洗后表面XRD 圖譜
酸洗后Ti-6Al-4V 氫含量變化
氫含量測(cè)定結(jié)果和對(duì)應(yīng)的腐蝕液成分見表3。
表3 酸洗后H 含量測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)
從表中可以看出，除3#與7#樣品外，其他試樣中殘余H 含量總體相差不大，4#和6#樣品H 含量最低。HF 的含量高顯著提高了Ti-6Al-4V 中氫的吸附，但HNO3 含量的增大，又對(duì)氫具有脫吸附的作用。因此，4#和6#可作為最優(yōu)酸洗備選配方。
酸洗后表面硬度變化
酸洗后試樣的硬度變化匯總見表4。其中，所有樣品表面皆在離散位置，選擇5 處進(jìn)行硬度測(cè)試，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)的距離遠(yuǎn)大于壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的2.5 倍。
表4 酸洗前后樣品表面硬度值(HV0.5)
從酸洗后硬度測(cè)試結(jié)果可以看出，0#初始試樣表面硬度極高，但經(jīng)過(guò)酸洗后，表面硬度顯著降低。其中，1#試樣表面硬度相對(duì)較高，因其酸洗液HF 含量較低，所以導(dǎo)致表面硬化層可能去除并不徹底。其他試樣表面硬度都相差較小，考慮到硬度測(cè)試本身的誤差，可以認(rèn)為，其他試樣表面硬化層都已經(jīng)全部清除干凈。
通過(guò)上述試驗(yàn)可知最優(yōu)的酸洗液配方為：（1%～3%）HF+（25%～30%）HNO3，鍛件經(jīng)過(guò)該配方酸洗后，表面如圖3 所示。
圖3 酸洗后表面硬化層示意圖
經(jīng)測(cè)定酸洗后鍛件表面硬化層0.058mm，氫含量0.002%，滿足客戶要求。
結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，在不同配比酸洗液清洗下，對(duì)Ti-6Al-4V 鍛件表面硬化層去除的變化，找到了最優(yōu)的酸洗液配方為（1%～3%）HF+（25%～30%）HNO3(酸洗條件為25℃室溫，酸洗時(shí)間15min)，為后續(xù)此類鍛件酸洗處理提供了有效的解決方案。
展開 MAT224_User_Guide-Feb6-2019.pdf
tctt14-2.pdf
圖二 凝固過(guò)程中熱力學(xué)測(cè)量
(A) Ti-6Al-4V冷卻速率，50-400mm/min的沉積速度
(B)100mm/min冷卻速率，三個(gè)時(shí)間間隔圖片
(C) 凝固曲線
圖三 冷卻速率曲線
Ti-6Al-4V，Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr和Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr + La2O3凝固期間在沉積結(jié)束時(shí)收集的典型冷卻曲線
圖四 熱力學(xué)條件下沉積的Ti合金顯微結(jié)構(gòu)
(A-C) 分別是 Ti-6Al-4V、Ti-3Al-6Cr-4Mo-4Zr、Ti-3Al-6Cr-4Mo-4Zr + La2O3 微觀結(jié)構(gòu)
(D) 平均晶粒尺寸 沉積速度 50mm/min
圖五 沉積前后的La2O3尺寸與分布
(A) 沉積前La2O3背散射SEM圖像
(B) 沉積過(guò)程中，顆粒形狀變得更加球形化并且尺寸減小
(C) 沉積后的La2O3粒度分布
(D) 在Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr內(nèi)不同層中分布的La2O3顆粒的面積分?jǐn)?shù)
圖六 Ti-6Al-4V熔池內(nèi)的溫度分布
(A) 和(B)為基于Bai等人的分析開發(fā)的Ti-6Al-4V增材制造傳熱模型，D為動(dòng)態(tài)溫度梯度的新實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
圖七 不同時(shí)間間隔AM凝固期間應(yīng)用的相互依賴模型的原理
t1 ΔTN=0℃，無(wú)ΔTCS或溶質(zhì)擴(kuò)散到液體中
t2 少量外延生長(zhǎng)，G太陡，無(wú)ΔTCS，附近顆粒無(wú)法激活
t3 G持續(xù)減小，ΔTCS<ΔTN，存在小的過(guò)冷區(qū)
t4 附近無(wú)成核粒子存在，柱狀生長(zhǎng)
t5
展開 
Ti-6Al-4V的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
Ti-6Al-4V的最新內(nèi)容
Melt Pool Characterization for Selective Laser Melting of Ti-6Al-4V Pre-alloyed Powder (2014)]
2. 性能和擴(kuò)展性改進(jìn)
FLOW-3D WELD 2025R1 支持高性能計(jì)算（HPC）平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了前所未有的仿真速度。
而Ti6Al4V冷噴涂涂層經(jīng)過(guò)真空擴(kuò)散后于XRD繞射峰比對(duì)發(fā)現(xiàn)了FeTi介金屬相及FeO相，XRD分析結(jié)果如圖５。
圖4：Ti6Al4V粉末之XRD圖譜
圖5：Ti6Al4V冷噴涂層經(jīng)真空擴(kuò)散后之XRD圖譜
結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)Aeris XRD與HighScore軟件分析，確定了Ti6Al4V為α+β相，而Ti6Al4V冷噴涂涂層經(jīng)過(guò)真空擴(kuò)散后，形成了介金屬相。
圖2：保時(shí)捷 GT2 RS 運(yùn)動(dòng)跑車排氣管部件設(shè)計(jì)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(jìn)行打印過(guò)程仿真的結(jié)果。仿真計(jì)算過(guò)程中，結(jié)果可實(shí)時(shí)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(gè)10.4×10.4×4.5大小的粉床上制作多道直線激光加工實(shí)驗(yàn)，每道加工長(zhǎng)度為8mm，共加工六道。
一、創(chuàng)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(duì)鈦合金（Ti6AL4V）的銑削過(guò)程進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真結(jié)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(guò)程。模型建模均在ABAQUS CAE中完成，通過(guò)調(diào)整尺寸參數(shù)可方便的對(duì)模型進(jìn)行修改。附件中會(huì)提供CAE源文件。
鈦合金車削過(guò)程中加工區(qū)域溫度升高，會(huì)出現(xiàn)金剛石車刀磨損加劇影響加工表面質(zhì)量的問(wèn)題，使用冷卻液噴射的方式可以改善車削環(huán)境，提高鈦合金加工表面質(zhì)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(dòng)條件下應(yīng)力和溫度變化規(guī)律。
1.
-6Al-4V alloy by shear thickening polishing
中圖儀器誠(chéng)摯邀請(qǐng)廣大科研老師合作
我們熱切期待參與需要利用光學(xué)3D表面輪廓儀對(duì)材料、元器件表面進(jìn)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(qū)賦予彈塑性參數(shù)，無(wú)限單元賦予彈性參數(shù)。具體參數(shù)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(yīng)變率：1
裝配：全局坐標(biāo)原點(diǎn)與有限單元頂點(diǎn)重合。
為了預(yù)測(cè)Ti-6Al-4V在電子束激光沉積過(guò)程中的熱機(jī)械響應(yīng), Erik等[12,13]建立了三維熱彈塑性有限元分析模型預(yù)測(cè)變形和殘余應(yīng)力。根據(jù)歐拉熱計(jì)算方法, 高效的有限元模型也被用來(lái)分析溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布[14]。Michael等[15]的研究集中在結(jié)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(guò)程中熱對(duì)殘余應(yīng)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(shù)進(jìn)行單道掃描成型，其對(duì)應(yīng)結(jié)果如圖4(b) 所示。Ti-6Al-4V 材料液相點(diǎn)溫度為1928 K，因此圖中紅色區(qū)域?qū)?yīng)熔池。
