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通过喷砂和大面积电子束照射相结合的方式对增材制造的 Ti-6Al-4 V 合金进行表面平滑处理
摘要 增材制造 (AMed) 钛产品通常采用电子束熔化 (EBM) 生产，因为在真空环境下可以抑制钛合金表面的氧化。AMed 钛产品的表面粗糙度超过 200 µm Rz，非常粗糙的表面会导致疲劳强度降低。因此，需要后续表面精加工工艺。喷砂是 AMed 金属产品常见的表面平滑工艺之一。它可以降低较大的表面粗糙度，并在表面引入压残余应力。然而，将表面粗糙度降低到几个 µm Rz 是有限的。另一方面，最近发现，通过激光束粉末床熔合生产的 AMed 金属表面可以通过大面积电子束 (LEB) 辐照进行平滑。然而，难以平滑初始表面粗糙度较大的表面，并且表面上可能产生拉残余应力。本研究通过喷砂和 LEB 辐照相结合的方式，实现了 AMed 钛合金 (Ti-6Al-4 V) 的表面平滑和残余应力的变化。通过喷砂和 LEB 辐照相结合的方式，AMed Ti-6Al-4 V 合金的表面粗糙度从 265 µm Rz 显著降低至约 2.0 µm Rz。LEB 辐照降低表面粗糙度的速率随喷砂表面平均宽度的减小而线性增加。平均宽度对 LEB 辐照平滑效果的影响可以通过热流体分析来解释。此外，当 LEB 辐照到喷砂表面时，可以降低 LEB 辐照引起的拉伸残余应力。
激光粉末床熔合增材制造过程中 Ti6Al4V 粉末氧化影响的现场监测
要使激光粉末床熔合 (L-PBF) 增材制造工艺可持续，需要有效的粉末回收。在 L-PBF 中回收 Ti6Al4V 粉末会导致粉末氧化，然而，这种对 L-PBF 过程中激光-物质相互作用、过程和缺陷动力学的影响尚不清楚。这项研究使用原位高速同步加速器 X 射线成像揭示并量化了在多层薄壁 L-PBF 过程中处理低 (0.12 wt%) 和高 (0.40 wt%) 氧含量 Ti6Al4V 粉末的影响。我们的结果表明，高氧含量的 Ti6Al4V 粉末可以减少熔体喷出、表面粗糙度和制造部件中的缺陷数量。随着部件中氧含量的增加，由于固溶体强化，显微硬度会增加，并且微观结构没有明显的变化。
通过 SLM 和 EBM 获得的 Ti-6Al-4V 零件的疲劳行为：粗糙度的影响
评审团：Jean-Yves Buffière、里昂国立应用科学学院、MATEIS、评审团主席 Éric Charkaluk 大学教授、巴黎综合理工学院、LMS、CNRS 研究主任报告员 Stéphane Godet、布鲁塞尔自由大学、4MAT、大学教授报告员 Anis Hor、 ISAE-SUPAERO，ICA，讲师、考官 Nicolas Saintier，ENSAM 波尔多， I2M，教授兼论文主任考官 Charles Brugger，ENSAM 波尔多，I2M，讲师和论文导师考官 Mohamed El May，ENSAM 波尔多，I2M，工程师，博士和共同导师论文考官
AM与锻造Ti6Al4V板材激光对接焊接头特性研究
摘要 钛合金Ti6Al4V具有强度高、耐腐蚀性能好等优点，被广泛应用于医疗、汽车、航空航天等行业。另一方面，增材制造（AM）技术可以给予产品设计的自由度。为了推广AMed产品，需要将AMed与锻造产品连接起来，了解接头特性非常重要。本研究在氩气保护下用光纤激光器对Ti6Al4V板进行对接焊，并实验研究了激光焊接锻造/锻造、AMed/AMed、AMed/锻造Ti6Al4V板的接头特性。AMed板的抗拉强度高于锻造板，但AMed板的伸长率较小，这是因为AM工艺中AMed板在激光辐照过程中由于快速冷却而产生α'马氏体。然后，AMed/AMed板的激光焊接接头具有较高的抗拉强度，但伸长率小于锻造/锻造板。强化/锻造钢板的焊接接头表现出良好的焊接状态，因为较小的热输入导致锻造钢板和强化钢板之间形成较小且硬度较高的焊道。
通过在火花阳极氧化生长的 TiO2 层中填充藻酸盐孔隙来捕获 Ag 和羟基磷灰石来增强 Ti6Al4V 的生物相容性和抗菌活性
基于这些特性，金属和金属合金被用作承重植入物。其中，钴铬合金、不锈钢、钛和钛合金被广泛用于多种生物医学应用。特别是，钛及其合金的弹性模量接近骨骼，密度低于钴铬合金和不锈钢。[2,3] 此外，与纯钛相比，钛合金具有更高的机械性能，使其特别适合用作骨科和创伤植入物。然而，钛和钛合金被认为是生物惰性材料，即它们不会与人体周围组织发生化学或生物反应。[4] 此外，涉及钛合金（即 Ti6Al4V 合金）的腐蚀现象会导致释放对人体有害的 Al 和 V 合金。为了促进植入物与现有人体骨组织的骨整合，从而优化装置的整合，在植入物表面生长涂层可能是一种合适的方法。尤其对于钛和钛合金，火花阳极氧化是一种合适的技术，可在基体上生长出牢固粘附的多孔陶瓷涂层，最大限度地减少可能导致骨溶解的剥落现象。在此背景下，已研究了多种策略来增强钛合金的生物活性，从而增强其骨整合。[5–7] 文献中有充分的证据表明，羟基磷灰石 (HA，Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) 的存在可以增强外来生物材料的骨整合，因为它与硬组织和软组织具有很高的生物相容性。[8] 因此，诱导 HA 的结合或生长已被证明是提高材料生物活性的一种好策略。例如，这可以通过电化学转化涂层工艺（如火花阳极氧化）通过精确调整操作条件（形成电压、电解质浴成分等）来实现。 [3,9,10] 此外，Ti6Al4V 合金表面生长一层厚的阳极氧化层可以提高其耐腐蚀性能
推荐引用推荐引用Y. Chen等人，“从激光表面sodifica
摘要：在这项工作中，Ni-Alloy Deloro-22在具有多组激光处理参数的Ti-6al-4V bar底物上激光沉积。目的是在Ti -6al -4V的表面上施加激光表面修饰，以合成延性Tini和硬ti 2 Ni金属间相的不同组合，以获得可调节的表面特性。扫描电子显微镜，能量分散光谱和X射线衍射剂用于揭示沉积的表面微观结构和相。讨论了加工参数对Tini和Ti 2 Ni产生组成的影响。评估了沉积的硬度，并进行了与Ti -6al – 4V散装部分的比较。他们在激光处理后在Ti-6al-4V合金上表现出显着改善，并且通过使用这种激光辅助的表面修饰技术，可以通过使用硬度来显着调节硬度。
TI6AL4V和COCRMO合金之间体外细菌依从性的差异
摘要：假体联合感染是一个罕见的实体，但是从经济方面到卫生系统和患者的情感方面，它都认为高昂的成本。对经常参与联合假体涉及的不同材料的细菌依从性的评估使我们能够更好地了解此基础的机制，并为预防策略的未来发展提供信息。这项研究评估了四种不同物种（金黄色葡萄球菌，葡萄球菌表皮，大肠杆菌和铜绿假单胞菌）上的细菌依从性。在两种合金的样品中测量了地形，表面接触角和线性平均粗糙度。与两种合金表面的相互作用截然不同，COCRMO对所有物种都有汇总作用，在铜绿假单胞菌的情况下，具有额外的抗粘附活性。生存能力也会变化，cocrmo合金的显着降低（p <0.05）。在表皮链球菌的情况下，来自样品的上清液中的生存能力也不同，Ti6Al4V中的集型形成单元的降低，这可能与从表面释放的阳离子释放有关。超越粘附是一个多因素且复杂的过程，考虑到地形和润湿性相似，化学成分可能在观察到的不同特性中起主要作用。
具有双相 α+α′ 微观结构的 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-Si 合金的极限抗拉强度与延展性的出色平衡：实验研究和机器学习中微观结构因素的影响
本研究重点系统研究 Ti 6Al 2Sn 4Zr 2Mo Si 钛合金，并表征 ¡ + ¢ (等轴和双峰) 和 ¡ + ¡ A (双相) 微观结构。它对双相 ( ¡ + ¡ A ) 微观结构的突出优势提供了更多见解，尤其是其出色的加工硬化和强度-延展性平衡。讨论了形成等轴、双峰和双相微观结构所需的热处理条件及其对晶粒尺寸和相比例的影响。它展示了如何通过热处理温度、保温时间和可能的时效过程来控制微观结构参数。研究了这些微观结构因素对每种合金拉伸性能的影响，特别是对强度 (屈服应力、极限拉伸强度)、延展性 (塑性伸长率) 和加工硬化性能的影响。将双相 ( ¡ + ¡ A ) 微观结构与等轴和双峰微观结构进行比较，并展示其优势，突出双相微观结构具有更好的强度-延展性平衡和优异的加工硬化性能。事实上，双相 ( ¡ + ¡ A ) 微观结构的变形微观结构比双峰 ( ¡ + ¢ ) 微观结构表现出更均匀的应变分配。因此，这项工作证明了优化的双相 ( ¡ + ¡ A ) 微观结构在室温下增强拉伸性能的潜力。最后，使用梯度增强回归树的机器学习模型来量化微观结构因素（微观结构类型、晶粒尺寸和相对比率）对机械性能的重要性。[doi:10.2320 / matertrans.MT-MLA2022009]
沉积策略对丝材+电弧增材制造的 Ti-6Al-4V 拉伸和疲劳性能的影响
本文研究了两种不同的沉积策略（振荡和平行道次）对丝材+电弧增材制造的 Ti-6Al-4V 合金在成品状态下的拉伸和高周疲劳性能的影响。在振荡构建中，等离子炬和送丝器在壁厚方向上连续振荡。相反，在平行道次构建中，沿壁长相同方向连续沉积四个单层。测试样本相对于沉积层以水平和垂直方向制造。与平行道次构建相比，振荡构建由于其较粗的转变微观结构而具有较低的静态强度。然而，伸长率值相似。柱状初生 β 晶粒的存在导致各向异性的伸长率值。载荷轴平行于初生 β 晶粒的垂直样品的伸长率比水平样品高 40%。疲劳强度与其锻造对应物相当，并且高于典型的铸造材料。在 10 7 次循环中，振荡构建垂直样品和平行道次构建在两个方向上的疲劳强度都达到了 600 MPa。只有振荡构建水平样品的疲劳强度较低，为 500 MPa。断口分析表明，大多数样品（约 70%）的裂纹源于孔隙，约 20% 的样品的裂纹源于微观结构特征，其余样品没有失效（在 10 7 次循环时出现跳动）。
DED工艺参数对增材制造Ti-6Al-4V零件加工过程中变形和残余应力状态的影响
高沉积速率定向能量沉积工艺的主要挑战之一是材料沉积过程中产生的残余应力，这常常导致材料变形和性能不佳。适用于航空航天领域 DED 工艺的重要零件系列是薄壁部件，其特点是具有大基底表面积和肋状加强结构。在这里，基板可以设计为最终部件的一部分。基板集成到最终部件中可能会导致变形，这是由于加工过程中的残余应力释放造成的。因此，本文研究了各种基于粉末的激光金属沉积工艺参数和策略对增材制造的 Ti-6Al-4V 部件的残余应力状态以及加工过程中产生的应力释放的影响。分析是在加工过程中进行的，包括基板的在线应变测量。所采用的层去除方法允许基于分析和 FEM 模型确定加工区域特定的应力释放图。因此，计算了零件的初始残余应力状态，结果表明，尽管热处理解决了大部分残余应力，但在热处理零件中，根据处理过程中的零件夹紧情况，也发现了残余应力。此外，研究表明，靠近基材的层中存在显著的残余应力。