不同熱處理工藝對選區激光熔化 TC4動載性能及各向異性的影響*

竇 振，張安峰，王豫躍，黃 勝，吳夢杰，王普強

（1.西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室，西安 710049；2.西安交通大學機械制造系統工程國家重點實驗室，西安 710054）

鈦合金具有比重小、比強度高、耐蝕性強等優點，在航空航天、造船、化工、醫療方面具有廣泛的應用[1]。TC4是組織為 （α + β）的兩相合金，是鈦合金中較為常用的一種合金，被廣泛應用于航空航天領域，是航空發動機風扇、壓氣機輪盤、葉片和起落架等重要結構件的首選材料之一[2-3]。但是傳統鈦合金加工工藝周期長、材料利用率低，導致鈦合金結構件的成本較高，阻礙了鈦合金結構件的發展與應用。選區激光熔化技術具有速度快、成本低、集成化高、近凈成形等優點，成形的合金結構件在工業領域有著廣泛應用[3]。選區激光熔化技術通過系統自帶的切片軟件對模型切片，再運用高能量激光束逐層熔化合金粉末，最終累加成三維零件，材料利用率很高，且適用于具有復雜型腔的零部件成形[4]，可以直接制備出力學性能好、致密度高的零件[5]，解決了傳統制造鈦合金材料利用率低、加工困難的問題。隨著破損-安全設計概念和損傷容限設計準則的建立，航空部件選材判據發生了變化，動載性能與疲勞性能越發重要，對鈦合金的發展方向造成一定影響[6-7]。由于SLM技術具備快熱快冷、高的溫度梯度等特點，SLM TC4沉積態合金組織存在粗大的β柱狀晶以及大量細長針狀馬氏體組織，這與傳統方式制造出來的TC4在尺寸、組織、分布方面具有明顯差異。……