[发明专利]一种钛合金材料激光选区熔化成形性能的评价方法

说明书

本发明公开了一种钛合金材料激光选区熔化成形性能的评价方法，涉及激光选区熔化成形技术领域。该方法包括：步骤(1)：制备钛合金铸锭；步骤(2)：对所述钛合金铸锭进行淬火处理；步骤(3)：取力学性能拉伸试棒，对经过步骤(2)处理的钛合金铸锭进行室温拉伸，获得其室温下的延伸率，比较钛合金材料淬火状态的延伸率，评价其可成形性能。采用该方法能够识别钛合金材料的激光选区熔化成形性能，且成本低、流程短、效率高。

技术领域

本发明涉及激光选区熔化成形技术领域，具体涉及一种钛合金材料激光选区熔化成形性能的评价方法。

背景技术

钛合金作为一种高强度、低密度、耐高温的轻质结构材料，广泛应用于航天飞行器、飞机发动机与机身结构产品的制造。故而，激光选区熔化成形钛合金制件亦是当前航空航天领域应用最为广泛的产品之一。但与高温合金、铝合金、不锈钢不同，钛合金材料在激光选区熔化成形时应力开裂倾向较大，容易导致成形失败，即成形性能较差。且钛合金材料的激光选区熔化成形性能与合金成分密切相关，如纯钛成形时的开裂倾向优于TC4钛合金，TC4优于TA15钛合金。为满制件足激光选区熔化成形需求，在选择钛合金材料时，必须对其成形性能进行评估。但传统的成形性能评估方法，通常采用打印的方式，原材料粉末制备周期长，造成整个评估周期较长、效率低，且由于制粉过程中粉末收得率的问题，造成成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有钛合金材料激光选区熔化成形性评估周期长、效率低、成本高等的不足，提出一种能够快速评价钛合金材料激光选区熔化成形性能的方法，采用该方法能够识别钛合金材料的激光选区熔化成形性能，且成本低、流程短、效率高。

根据本发明技术方案，提供一种钛合金材料激光选区熔化成形性能的评价方法，该方法的步骤包括：

步骤(1)：制备钛合金铸锭；

步骤(2)：对所述钛合金铸锭进行淬火处理；

步骤(3)：取力学性能拉伸试棒，对经过步骤(2)处理的钛合金铸锭进行室温拉伸，获得其室温下的延伸率，比较钛合金材料淬火状态的延伸率，评价其可成形性能。

进一步地，所述步骤(1)具体包括：将原材料利用真空熔炼炉进行2～5次熔炼，得到钛合金铸锭。

进一步地，所述的步骤(1)中的原材料包括制备钛合金的原料。

进一步地，所述的步骤(1)的真空熔炼炉包括但不限于真空自耗电弧炉、真空非自耗电弧炉、真空感应熔炼炉、真空电子束冷床炉。

进一步地，所述的步骤(1)中的钛合金铸锭的长宽高应不小于10mm×10mm×70mm。

进一步地，所述步骤(2)具体包括：针对所述钛合金铸锭，利用马弗炉进行20min～2h的保温处理，处理后快速从炉中取出，放入冷却介质中并进行搅拌，使其冷却至室温后取出。

进一步地，所述步骤(2)中的保温处理温度为T_β～T_β+120℃，T_β为该钛合金材料的相变温度。

进一步地，所述步骤(2)中的从炉中取出到浸入冷却介质中的时间不应超过10s。

进一步地，所述步骤(2)中的冷却介质包括但不限于纯水、盐水、液氮、淬火油等。

进一步地，所述步骤(3)中的力学性能试棒为GB/T 228.1中所规定尺寸的棒装试样。

进一步地，所述步骤(3)中的力学性能测试按照GB/T 228.1进行，测试应变率不应该超过0.08min^-1。

进一步地，所述步骤(3)中延伸率的评价标准为：若材料的延伸率大于5％，则表明该材料激光选区熔化成形性能较为良好；若材料的延伸率低于5％，则该材料的成形性能较差，成形风险较大。