选区激光熔化制备Ti-6Al-4V合金的热处理工艺及力学性能
2022-10-21柴象海翁依柳
李 颖, 彭 霜, 张 婷, 柴象海, 翁依柳
(中国航发商用航空发动机有限责任公司, 上海 200241)
Ti-6Al-4V合金是一种典型的α+β型钛合金,由于其强度高、密度低、断裂韧性好,且耐蚀性优异,广泛应用于航空发动机部件中,如风扇及压气机中的盘与叶片[1-4]。与传统的制造工艺相比,如粉末冶金、锻造、铸造,增材制造的最大优势在于其可自由制造出形状复杂的部件。作为先进的制造技术,增材制造可以直接从CAD模型中分层制造出净近成型的部件,突破传统工艺的制造极限,实现复杂构件的制造。而且消除了后续的机加工和安装,极大地降低了传统复杂构件装配和制造周期,从而提高制造效率,降低制造成本[5-8]。
选区激光熔化(Select laser melting,SLM)技术可以实现复杂构件的直接制造,且构件尺寸精度和表面质量可以达到较高水平,在航空航天领域已经得到了较为广泛的应用[9-12]。金属材料的显微组织结构决定了其力学性能水平,为了提升增材制造Ti-6Al-4V合金的塑性和疲劳性能,一般均需对增材制造的Ti-6Al-4V合金材料进行热处理。热处理是改善SLM构件综合性能的有效途径之一,即通过组织调控得到材料的强度、延展性和疲劳性能的最佳组合[13-18]。热处理工艺对增材制造Ti-6Al-4V合金减弱或者消除力学性能各向异性也是有益的。而且,为了进一步推进增材制造Ti-6Al-4V合金在航空航天领域关重件等承受疲劳载荷零件中的应用,必须对热处理后的增材制造材料疲劳性能进行研究,揭示其疲劳破坏机理。
本文主要是研究热处理工艺对增材制造Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响,采用SLM技术制备Ti-6Al-4V合金,通过不同的热处理工艺改善材料的拉伸性能;……
