[发明专利]基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法

权利要求书

1.一种基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，其特征在于，所述基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法包括如下步骤：

步骤1：制造多组晶粒尺寸不同的增材钛合金,从而形成多组待测钛合金组，其中，每组待测钛合金组中包括多个增材钛合金晶粒尺寸相同的待测钛合金件；

步骤2：测量各组待测钛合金组中的每个待测钛合金件的晶粒尺寸；

步骤3：为每组待测钛合金组中的每个待测钛合金件进行轴向等幅循环疲劳试验，从而得到每组待测钛合金组的应力寿命曲线；

步骤4：通过应力寿命曲线，求出预定循环周次所对应的各个待测钛合金组中的待测钛合金件的疲劳强度σ_Ri；

步骤5：以所述步骤2中的每组待测钛合金组的晶粒尺寸为横坐标，以所述步骤4中的轴向等幅循环疲劳试验中的预定循环周次时的疲劳强度σ_Ri为纵坐标，从而形成一个坐标系，并在该坐标系上标出每组待测钛合金组所对应的横坐标以及纵坐标的位置，并通过拟合的方式拟合出一条曲线，该曲线为增材制造钛合金晶粒尺寸与疲劳强度的关系曲线。

2.如权利要求1所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，其特征在于，所述步骤1中的制造多组晶粒尺寸不同的增材钛合金方式为：通过改变制造时的激光功率和/或切片层厚度和/或送粉速度和/或扫描速度来制造。

3.如权利要求2所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，其特征在于，所述步骤1中的每组待测钛合金组中包括25个待测钛合金件。

4.如权利要求1所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，其特征在于，所述步骤2中通过扫描电镜进行晶粒尺寸的测量。

5.如权利要求1所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，其特征在于，所述步骤3中的轴向等幅循环疲劳试验具体步骤为：

将每组待测钛合金组进行再分组，从而将每组待测钛合金组分成多个待测钛合金小组，每个待测钛合金小组对应一级试验应力级，试验应力级的级数与每组待测钛合金组所分成的待测钛合金小组的数量相同；

分别为每个待测钛合金小组施加相对应试验应力级的应力，并记录每个待测钛合金件断裂的循环周次以及断口位置和特征；

利用扫描电镜检测测钛合金件的疲劳源以及裂纹扩展特性；

根据所获得的每级试验应力级下待测钛合金件断裂的循环周次，拟合出所述应力寿命曲线。

6.如权利要求5所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，其特征在于，所述试验应力级分为五级，分别为：以σ₁＝750MPa作为第一级试验应力级，之后逐级下降75MPa，第五级应力水平为σ₅＝450MPa。

7.如权利要求6所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，其特征在于，所述步骤5中的预定循环周次为2×10⁶周次。

8.一种锻件与基于增材制造的钛合金件关系的分析方法，其特征在于，所述锻件与基于增材制造的钛合金件关系的分析方法包括如下步骤：

步骤1：利用如权利要求1至7中任意一项所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法，从而获得增材制造钛合金晶粒尺寸与疲劳强度的关系曲线；

步骤2：制造与所述步骤1中的增材钛合金相同尺寸的待测锻件；

步骤3：利用如权利要求1至7中任意一项所述的基于增材制造的钛合金晶粒尺寸与疲劳强度关系分析方法中所述步骤3的轴向等幅循环疲劳试验获得所述待测锻件在预定循环周次时的疲劳强度σ_Ri；

步骤4：在所述步骤1中所得到的增材制造钛合金晶粒尺寸与疲劳强度的关系曲线中找到所述步骤3中的待测锻件的疲劳强度σ_Ri，并查找出该疲劳强度σ_Ri所对应的待测钛合金件的晶粒尺寸大小。