Study on the Mechanisms of Mechanical Property Anisotropy of TC4 Titanium Alloy by Laser Metal Deposition

Anpu WANG; Feng ZHANG; Bingbing SUN; Yibing PANG; Zhiwen ZHOU

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2022.04.03

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Study on the Mechanisms of Mechanical Property Anisotropy of TC4 Titanium Alloy by Laser Metal Deposition
Vol. 52, Issue 4, Pages: 14-20(2022)
Received：03 November 2021，

Revised：2022-01-05，

Published：30 April 2022
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.04.03
稿件说明：

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王安普，张峰，孙兵兵，等.TC4钛合金激光金属沉积力学性能各向异性机理研究［J］.电焊机，2022，52（4）：14-20. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.04.03.

WANG Anpu, ZHANG Feng, SUN Bingbing, et al.Study on the Mechanisms of Mechanical Property Anisotropy of TC4Titanium Alloy by Laser Metal Deposition[J].Electric Welding Machine, 2022, 52(4): 14-20. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.04.03.

摘要

采用激光金属沉积方式制备横向与纵向上的TC4钛合金试样，包括室温拉伸试样、室温冲击试样、金相试样，研究其组织结构与力学性能各向异性之间的关系。结果表明：对于退火态激光金属沉积TC4钛合金而言，不同面组织均由典型的网篮组织α+β组成，但相比

XOZ

面、

YOZ

面，

XOY

面组织更为细小，α相呈织网状交错，整体尺寸为

XOZ

面、

YOZ

面的1/3~1/2，β粗大柱状晶的α晶界（α

）数量更多；横向试样的强度高，塑性低，纵向试样的强度低，塑性高；横向（

向）与纵向（

向）上的力学性能存在各向异性的原因在于：晶界强化发挥了至关重要的作用，晶界越多，强度越高，塑性越低。

Abstract

Transverse and longitudinal TC4 titanium alloy samples were prepared by laser metal deposition

including room temperature tensile samples

room temperature impact samples

metallographic samples. The relationship between microstructure and anisotropy of mechanical properties was studied. The results show that the different plane structures are composed of typical net basket structure α+β for annealed laser metal deposition of TC4 titanium alloy

but compared with

XOZ

plane and

YOZ

plane

the

XOY

plane has the finer microstructure

the α phase is interlaced with a woven network

the overall size is 2~3 times smaller

there are more α grain boundaries (α

) in coarse columnar β; the transverse specimen has high strength and low plasticity

and the longitudinal specimen has low strength and high plasticity; the reasons for the anisotropy of mechanical properties in transverse (

direction) and longitudinal (

direction) directions are as follows: grain boundary strengthening plays a crucial role

the more grain boundaries

the higher strength and the lower plasticity.

关键词

Keywords

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