熱處理對CMT電弧熔絲增材制造Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金顯微組織和力學(xué)性能的影響

張帥鋒，呂逸帆，魏正英，廖志謙，張建欣，張文豪

(1.西安交通大學(xué) 機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室，陜西 西安 710049)(2.中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所，河南 洛陽 471039)

增材制造技術(shù)的快速發(fā)展為鈦合金零部件的生產(chǎn)制造提供了新方法，極大促進(jìn)了鈦合金的推廣應(yīng)用[1,2]。目前，鈦合金增材制造主要以高能束、電弧作為熱源，通過鋪粉/送粉、送絲等形式進(jìn)行構(gòu)件的快速成形[3,4]。

電弧熔絲增材制造技術(shù)(wire and arc additive manufacturing，WAAM)是利用電弧熱熔化金屬絲后逐層沉積，最終實(shí)現(xiàn)零件的制造。與激光選區(qū)熔化和電子束增材制造技術(shù)相比，WAAM的熱源效率、沉積率、材料利用率和致密性均較高，層間結(jié)合能力好，不易產(chǎn)生氣孔和分層[5],且生產(chǎn)成本和設(shè)備成本相對較低等，因而被廣泛用于多種金屬材料制造中，并成為當(dāng)前材料制造領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[6-8]。冷金屬過渡焊接技術(shù)(cold metal transfer，CMT)是奧地利Fronius公司在短路過渡焊接基礎(chǔ)上開發(fā)的一種焊接工藝[9]，能夠在焊接過程中對熱輸入、電弧力和熔滴過渡進(jìn)行精細(xì)控制，有利于降低零部件變形和晶粒粗大的傾向[10,11]?；贑MT的電弧熔絲增材制造技術(shù)(CMT-WAAM)在大尺寸金屬零部件制造方面表現(xiàn)出巨大的潛力，并且具有成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)[12]。

隨著CMT技術(shù)的發(fā)展，研究人員開展了基于CMT的電弧熔絲增材制造技術(shù)研究[13,14]。Zhang等[15]利用CMT工藝實(shí)現(xiàn)了Al-6Mg合金的增材制造，獲得了細(xì)小的晶粒組織和較高的強(qiáng)度。Sun等[16]研究了Ti-6Al-4V合金CMT焊接過程中，工藝參數(shù)對對電弧波形和熔滴過渡的影響。Wang等[17]利用CMT-WAAM技術(shù)制備了鈦合金試樣，研究了控制合金顯微組織和內(nèi)部應(yīng)力的方法?！?br>