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激光热力交互增材制造Ti6Al4V合金的组织及力学性能

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面向航空发动机关键构件长寿命高可靠性需求,针对增材制造中的"控形"和"控性"难题,结合塑性变形"逐层"消除内应力和冶金缺陷的思想,提出了激光热力交互增材制造新方法.基于该方法,以Ti6Al4V合金为研究对象,系统表征了成形件的残余应力和冶金缺陷分布、微观组织演变.并通过拉伸实验,研究了激光冲击处理(表面激光冲击强化和层间无吸收层激光冲击强化)对成形件力学性能的影响.结果表明,激光冲击处理使选区激光熔化(SLM)试样中的残余拉应力转变为残余压应力,并有效改善其内部冶金缺陷.同时,在激光冲击波作用下,粗的α'马氏体中产生了高密度的位错结构和大量2个方向的孪晶,共同促进了α'马氏体的晶粒细化.激光热力交互增材制造Ti6Al4V合金的极限抗拉强度和延伸率分别达到了1543 MPa和15.53％,相比于SLM成形件,分别提高了46.5％和91.5％,具有良好的强度和塑性匹配.
Microstructure and Mechanical Properties of Ti6Al4V Alloy by Laser Integrated Additive Manufacturing with Alternately Thermal/Mechanical Effects

卢海飞、吕继铭、罗开玉、鲁金忠

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江苏大学 机械工程学院 镇江 212013

选区激光熔化 激光冲击强化 Ti6Al4V合金 残余应力 微观组织 力学性能

国家自然科学基金国家自然科学基金江苏省科技计划江苏省科技计划

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2023

10.11900/0412.1961.2022.00011

金属学报
中国金属学会

金属学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.925
ISSN：0412-1961
年,卷(期)：2023.59(1)
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