高 星， 张 宁， 丁 燕， 蒋 波

(1. 北京科技大学 材料科学与工程学院， 北京 100083；2. 中航久远科技(北京)有限公司， 北京 100095)

激光选区熔化(Selective laser melting，SLM)成形是一种新兴的增材制造(Additive manufacturing，3D-printing)技术，其利用高能量激光熔化固体粉末，通过逐层铺粉、逐层固化叠加的方式，直接获得成形的三维零件[1-2]。与传统锻铸件相比，SLM成形件的生产周期短、材料利用率高、致密度高且成本低。同时，SLM成形可实现高度自由成形，能够直接生产具有复杂结构的构件，减少加工量。Ti-6Al-4V(TC4)钛合金具有高的比强度、良好的耐蚀性、低密度和较好的生物相容性等特点，被广泛运用于航空航天、生物医药、汽车、海洋工程等领域[3-7]。研究表明，SLM成形过程是一个快熔急凝的过程，TC4钛合金在激光熔化快速凝固过程中会形成针状的马氏体α′，致密度和强度高但塑性差[8]。Thijs[9]、Simonelli[10]和Vilaro[11]等指出，SLM成形TC4钛合金的显微组织主要为细小的针状马氏体，试样的抗拉强度均高于1100 MPa，而断后伸长率不足10%。通过合适的热处理工艺可以释放快熔急凝过程中的残余应力，控制α→β相变，调整相的含量、形貌和尺寸，优化组织和力学性能[12]。

固溶时效处理是一种可以有效提高钛合金综合力学性能的热处理手段，近年来，有关固溶时效工艺参数对激光3D打印TC4钛合金组织和性能的影响已进行了许多研究。张胜雷等[13]较系统研究了固溶时效处理对电子束选区熔化制备的TC4合金组织与力学性能的影响。研究指出，在两相区内，随着固溶温度从900 ℃提高到950 ℃，在淬火时可以得到更多的α′相，经时效处理后，也就可以得到更多细小的α+β相，使得试样的抗拉强度从1030 MPa提升到1120 MPa，而断后伸长率从7.0%下降到5.4%。……