激光热力交互增材制造Ti6Al4V合金的组织及力学性能

Microstructure and Mechanical Properties of Ti6Al4V Alloy by Laser Integrated Additive Manufacturing with Alternately Thermal/Mechanical Effects

卢海飞 ¹吕继铭 ¹罗开玉 ¹鲁金忠¹

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作者信息

1. 江苏大学机械工程学院镇江 212013
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摘要

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.

关键词

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

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基金项目

国家自然科学基金(52175409)

国家自然科学基金(52175323)

江苏省科技计划(BE2021072)

江苏省科技计划(BE2022069-4)

出版年

2023

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

参考文献量4

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