机械工程学报

作者：张国栋, 张鹏, 高健时, 余槐, 袁鸿, 丁宁, 熊华平

单位：1. 中国航发北京航空材料研究院3D打印研究与工程技术中心 北京 100095;2. 空军装备部驻北京地区第六军事代表室 北京 100024

关键词：钛合金,电子束,增材制造,组织,力学性能,各向异性；

采用电子束熔丝增材工艺制造了直径260 mm的试环。分析了不同热处理状态的增材制造TC11钛合金微观组织和室/高温拉伸性能及其各向异性。并测试分析了锻件基体晶粒2次热处理和锻件基体与增材界面处的组织和性能。结果表明：沉积态微观组织为沿<001>β方向生长的柱状晶。晶界存在连续α相，晶体内部由集束和网篮α相组成的片层组织。经950 ℃/2 h/空冷+530 ℃/6 h/空冷的热处理后晶界连续α相破碎，晶内α相宽度从1.1 μm增加至1.8 μm。并形成具有二次α相的双片层组织。锻件与增材过渡区锻件一侧，等轴初生α相转变为“雪花”状初生α相。锻件基体2次热处理后等轴初生α相轮廓光滑，转变β相比例增加，并形成大量细小的针状二次α相。沉积态室温及500 ℃高温拉伸性能均具有明显的各向异性。经过热处理后室/高温拉伸性能均获得改善并高于锻件要求且各向异性明显降低。与沉积态相比，热处理态室温抗拉强度和断后伸长率各向异性分别从4.4%和27.1%降低至1.6%和5.4%。柱状晶及其晶界连续α相是引起塑性各向异性的原因。锻件+增材界面处热处理后其室/高温拉伸性能均满足锻件要求。

来源：2023年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

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