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电子束选区熔化成形Ti-6Al-4V合金不同沉积高度上的组织与性能

2022-08-03高紫豪杨尚磊王贞涛

机械工程材料 2022年6期

高紫豪,杨尚磊,2,彭 曾,王贞涛

(1.上海工程技术大学材料工程学院,上海 201620;2.上海市激光先进制造技术协同创新中心,上海 201620)

0 引 言

Ti-6Al-4V合金具有较高的比强度,良好的耐腐蚀性、韧性和可加工性等特点,是目前研究和应用最为广泛的钛合金之一,已广泛应用于航空航天、生物医学和汽车工业等领域。电子束选区熔化(electron beam selective melting,EBSM)技术是一种利用高能电子束作为热源[1],通过磁偏转线圈产生变化的磁场驱使电子束对预铺金属粉末进行快速选区扫描熔化并层层堆积直接成形零部件的增材制造技术[2],具有成形件杂质含量低、可精密成形复杂零部件、近净成形等特点,在成形制备钛合金方面应用前景良好。

显微组织(晶粒大小、相分布、晶界等)决定着材料的力学性能[3-4]。EBSM技术具有逐层堆积的特点,沿沉积方向不同高度的热循环作用有所差异,因此EBSM成形试样的显微组织和力学性能表现出各向异性。CARROLL等[5]研究发现,EBSM成形Ti-6Al-4V合金的塑性沿沉积方向和扫描方向各不相同,但拉伸强度基本相同。TAN等[6]研究发现,EBSM成形Ti-6Al-4V合金的拉伸性能和加工硬化指数随沉积高度的改变而改变。SUO等[7]研究发现,EBSM成形Ti-6Al-4V合金的沉积态和退火态试样的拉伸性能均显示出明显的各向异性,扫描方向的拉伸强度明显高于沉积方向。LIU等[8]研究发现,EBSM成形Ti-6Al-4V合金显微组织的梯度变化导致合金在不同位置呈现不同的拉伸性能。ZAEH等[9]研究发现,EBSM 成形Ti-6Al-4V合金经过拉伸试验后的试样由于应变硬化效应使得硬度略有提高。……

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