刘祥宇 柳晋 徐国建

摘要：电弧增材制造（WAAM）技术兼具生产效率高和成本低的特点，但为保证其生产的零部件的综合性能，往往需要进行后续的热处理。文中采用WAAM技术制备了TC4试样，利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机及硬度仪研究了冷却速度（950 ℃/2 h/WC水冷、950 ℃/2 h/AC空冷、950 ℃/2 h/FC炉冷）对TC4组织与性能的影响。试验结果表明，WC、AC及FC冷却方式下TC4试样的组织均由初生α相和β相组成，其中WC冷却方式得到的β相较多;TC4试样的组织由下至上均呈现逐渐粗化的倾向;随着冷却速度的降低，初生α相有粗化趋势，TC4试样抗拉强度降低，塑性提高; 950 ℃/2 h/AC WAAM TC4试样力学性能超越了铸件国标要求;拉伸试样断口形貌均为塑性断裂。

关键词：电弧增材制造;TC4;显微组织;力学性能;冷却速度

0    前言

目前，激光增材制造（LDM）TC4零部件受到研究者的广泛关注， LDM技术生产的零部件已经广泛应用于航空航天领域 [1-7]。随着国内外学者对LDM技术的进一步研究，发现生产成本和生产效率是制约LDM技术规模化应用于实际生产的主要问题。近年来，电弧增材制造（WAAM）技术受到研究者青睐，是解决上述两大瓶颈问题的有效措施之一。但是WAAM过程中，由于热输入量大、难以获得较好成形、残余应力大及使用性能较低等特点，成形后的零部件往往需要后续处理（热处理及热等静压等）以提高其综合性能[8-12]。

目前，国内外学者针对热处理对LDM钛合金零部件的组织与性能的影响展开了一系列研究，结果表明[13-15]，对沉积态的钛合金进行热处理可以有效地提高钛合金零部件的综合性能。……