時效溫度對激光選區熔化TC21鈦合金微觀組織及硬度的影響

孫 凱， 陳 研， 楊紹斌

(遼寧工程技術大學 材料科學與工程學院， 遼寧 阜新 123000)

TC21鈦合金是我國自主研發的新型高強高韌損傷容限型鈦合金，由于其具有優異的強度、塑性和斷裂韌性，近十年來越來越受到人們的關注[1-2]。楊春林等[3]開展了雙重退火工藝對熱形變TC21鈦合金組織性能變化的研究，發現二次退火后α相等軸化程度加深，組織變得均勻，合金的強度稍稍降低但塑性有較大提升。魯媛媛等[4]研究了時效處理對TC4鈦合金微觀組織和力學性能的影響，隨著時效溫度的升高，TC4鈦合金的強度先升后降，在550 ℃時效處理可得良好的綜合力學性能。張珍宣等[5]研究了固溶溫度和冷卻速率對TC21鈦合金組織和力學性能的影響，發現TC21鈦合金的顯微硬度值隨著固溶溫度和冷卻速率的升高而增加。曾玉金等[6]研究循環熱處理對TC21鈦合金組織和性能的影響，隨著循環熱處理次數增加,合金的顯微硬度值逐漸增加。激光選區熔化技術(SLM)是一種可以制造復雜形狀金屬部件的高新技術，突破了傳統機械加工方式的局限，采用逐層堆積的成形方式，可不受構件尺寸的限制，制備出形狀各異的零部件[7]。本研究采用SLM方法制備TC21鈦合金，通過對時效處理后的試樣進行顯微組織和硬度分析，探究不同時效溫度對顯微組織和硬度的影響規律，為SLM成形TC21鈦合金的后續工作提供理論指導。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選用氣霧化法制備的TC21鈦合金粉末，粉末平均粒徑尺寸為29.69 μm，其化學成分(質量分數，%)為6.46Al、2.17Zr、2.07Nb、1.57Cr、3.08Mo、2.15Sn，余量Ti。……