激光熔化沉积钛合金工艺及组织和性能研究

钛合金具有优异的综合性能而被广泛应用于航天、航空、化工、海洋等领域。采用激光熔化沉积技术制备TC4钛合金,研究了成形设备最优光粉匹配,建立了基于熔覆层宏观形貌、稀释率、形状系数等约束条件的成形工艺参数优选方法,通过建立熔覆层临界搭接率模型并通过单因素试验,获得了熔覆层搭接率优选范围。采用优选的工艺参数组合进行TC4钛合金成形,并对其组织和性能进行评价。结果表明:TC4钛合金沉积态低倍组织主要由外延生长的粗大β柱状晶和连续晶间α相组成,其晶内组织主要为针状马氏体α′相,扫描电镜下微观组织内部弥散分布颗粒状次生α相。沉积态纵向显微硬度略大于横向显微硬度,横向抗拉强度和屈服强度均高于纵向而延伸率略低于纵向。横向拉伸断口表现为沿晶断裂特征,纵向拉伸断口表现为塑性断裂特征。采用优选的工艺参数成形得到的TC4钛合金沉积态力学性能优于SAE AMS 4999A标准规定的性能。