摘要
钛合金以比强度高、抗腐蚀能力强、热稳定性好等优异性能成为制备飞行器关键零部件的重要候选材料，被称为“太空金属”。目前，以Ti60合金为代表的工作温度可以达到600℃钛合金复杂零部件开发应用是高温钛合金的重要发展方向。传统的铸造、锻造工艺在生产高温钛合金零部件方面存在着设备成本高、材料利用率低、制造周期长等缺点，难以满足航空航天结构件轻量化、结构功能一体化的制造要求。相比之下，选区激光熔化（SelectionLaserMelting,SLM）技术采用“自下而上，层层堆叠”的工作原理，可为航空航天用高温钛合金复杂结构件的成形提供高效的解决方案。为了实现新一代航空发动机整体叶盘长期工作温度大于600℃的研制需求，本论文选用气雾化法制备的Ti60粉末作为原材料，采用HBD-400型3D打印机对其SLM成形工艺、组织结构及其力学行为展开研究，探明制备样品致密化工艺与力学行为相互关系，并最终试制了小型压气机叶盘，相关研究将为SLM成形Ti60合金整体叶盘奠定基础，主要研究内容为: （1）HBD-4003D打印机内置送粉装置设计。基于HBD-400成型缸内部设计安装下送粉系统为主的送粉装置，改进实验设备，以实现高的粉末利用率和快捷的换粉方式。 （2）SLM成形Ti60合金致密化工艺及显微组织研究。研究激光功率、扫描速度对单道成形特征的影响规律，确定最佳致密度工艺，分析优化后的激光功率、扫描速度、扫描间距等工艺参数对组织结构的影响。 （3）SLM成形Ti60合金力学性能研究。对Ti60合金进行了硬度、拉伸和疲劳力学性能的试验，明确拉伸断裂形式，揭示疲劳断裂机理。 （4）Ti60整体叶盘模型SLM成形及其组织分析。以最佳工艺参数成形缩放后的整体叶盘，切取局部区域进行显微组织分析。
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