不同热处理对激光定向能量沉积技术+锻造复合制造TC4钛合金组织与力学性能研究

摘要

研究激光定向能量沉积+锻造技术复合制造Ti-6Al-4V(TC4)钛合金热影响区组织演变规律,分析对比三种热处理后:复合制造TC4钛合金的组织特征和力学性能。结果表明,复合制造试样可以分为锻造区、热影响区和增材区三个显微组织不同的区域。热影响区的显微组织形貌具有双态组织和网篮组织的双重特征,锻造侧热影响区的等轴α相在热输入的影响下发生长大,含量明显增加,而增材区侧热影响区形成了大量的细小层状α相。经600℃及800℃退火后试样热影响区中α板条宽度相近,但800℃退火工艺试样的热影响区中存在部分等轴α相,经975℃双重退火工艺使得热影响区晶粒发生明显粗化。热影响区硬度平均值约为394 HV,明显高于锻造区的322 HV和增材区的340 HV。在相同热处理工艺下,复合制造TC4钛合金试样的力学强度性能高于同等工艺参数增材制造TC4试样和标准TC4锻件的性能,但断后延伸率较增材试样低约31%。在热处理工艺方面,600℃退火试样的力学强度性能最优,较975℃双重退火试样屈服强度升高了约41MPa,且三种热处理试样的断后伸长率与面缩率差异很小。