TC4合金選區(qū)激光熔化(SLM)成形的微觀組織及性能研究.pdf

1、學(xué)校代碼:10406分類號：TG146.2學(xué)號：150308020106南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）TC4合金選區(qū)激光熔化（合金選區(qū)激光熔化（SLM)成形的成形的微觀組織及性能研究微觀組織及性能研究碩士研究生：黃建國導(dǎo)師：余歡教授申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科、專業(yè)：機械制造及其自動化所在單位：航空制造工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要選區(qū)激光熔化技術(shù)（iveLaserMeltingSLM)是

2、近年來最熱門的近凈成形方法之一，這種方法能直接利用金屬粉末成形零件，材料利用率很高，且適用于具有復(fù)雜型腔的零部件。本文以Ti6Al4V(TC4)粉末為實驗材料，研究了選區(qū)激光熔化成形TC4合金的工藝參數(shù)及力學(xué)性能，并探討了工藝參數(shù)及熱處理工藝對SLM成形TC4鈦合金的致密度、顯微組織及力學(xué)性能的影響，研究內(nèi)容及主要結(jié)論如下：通過研究選區(qū)激光熔化成形過程中主要工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度、掃描間距和鋪粉厚度）對SLM成形TC4合金試樣的成

3、形質(zhì)量、微觀形貌、力學(xué)性能等方面的影響，確定了選區(qū)激光熔化過程中SLM成形TC4合金試樣的較好的工藝成形域為：激光功率400W，掃描速度區(qū)間1800mms~2200mms，掃描間距0.07mm，鋪粉厚度0.05mm。在該工藝成形域范圍內(nèi)，SLM成形TC4合金試樣致密度可達(dá)99.5%。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)試樣的致密度及力學(xué)性能均隨著工藝參數(shù)的增大而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在已優(yōu)化的工藝參數(shù)條件下，研究不同能量密度對SLM成形TC4合金試

4、樣不同擺放方向上致密度及微觀形貌的影響，并進(jìn)行常溫拉伸試驗研究其力學(xué)性能。結(jié)果表明，當(dāng)能量密度為57Jmm3時，x方向上SLM成形TC4合金試樣的拉伸強度、屈服強度均達(dá)到最大值，分別為1210MPa、1128MPa，此時延伸率為2.16%；而y方向上試樣拉伸強度、屈服強度分別為1190MPa、1107MPa，此時延伸率為2.05%。隨著能量密度的逐漸增大，合金試樣容易出現(xiàn)球化、過熔等缺陷，從而降低了合金試樣的性能。還通過改變各工藝參數(shù)，

5、探討了等能量密度（50Jmm）條件下，SLM成形TC4合金試樣性能之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，激光能量密度相同時，因其工藝參數(shù)組合不同，試樣的質(zhì)量與性能相差較大。研究了不同熱處理工藝對SLM成形TC4合金試樣的顯微組織、物相分布和力學(xué)性能等的影響。在800℃、850℃和900℃退火溫度下保溫2h，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過退火處理后，馬氏體ɑ相發(fā)生分解，而隨著退火溫度升高，試樣組織中ɑ相分解成條狀α相的寬度逐漸減小。在800℃2h退火后，部分馬氏體ɑ相分