【作 者】閆泰起;陳冰清;梁家譽(yù);孫兵兵;郭紹慶

　　激光選區(qū)熔化（SLM）技術(shù)屬于一種典型的增材制造技術(shù)，該技術(shù)利用高能量激光束根據(jù)三維數(shù)模的切片數(shù)據(jù)逐層選擇性地熔化金屬粉末，通過逐層鋪粉、逐層熔化凝固堆積的方式，制造出實(shí)體零件［1-3］?；诩す膺x區(qū)熔化技術(shù)的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的近凈成形，并達(dá)到輕量化、定制化的目的，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、模具加工等領(lǐng)域［4］。

　　TC4 鈦合金屬于一種典型的 α+β 型鈦合金，因其質(zhì)輕高強(qiáng)、良好的加工性及可焊性，是目前應(yīng)用最為廣泛的鈦合金［5-6］。但是，結(jié)合目前各領(lǐng)域?qū)ρb備升級換代的需求，對應(yīng)的 TC4 鈦合金零件向逐漸復(fù)雜化、輕量化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的制造方法已難以滿足需求［7］。在此背景下，激光選區(qū)熔化技術(shù)成為十分適合復(fù)雜高精度 TC4 鈦合金零部件的制造方法。

　　近幾年，激光選區(qū)熔化 TC4 鈦合金的應(yīng)用主要集中在航空航天領(lǐng)域，該領(lǐng)域?qū)Τ尚魏罅慵男阅芤筝^高［8-10］。所以，對激光選區(qū)熔化 TC4 鈦合金制件內(nèi)部的氣孔、未熔合等冶金缺陷的控制以及微觀組織的調(diào)控必不可少。本研究通過設(shè)計多種激光功率、掃描速度等工藝參數(shù)組合，對比成形試樣的內(nèi)部質(zhì)量，包括致密度的高低及金相形貌特征（如表面平整度、孔洞分布等），優(yōu)選出 1 組成形工藝參數(shù)組合。之后通過設(shè)計不同熱處理制度，研究試樣組織性能與熱處理制度的對應(yīng)關(guān)系。結(jié)合成形工藝及熱處理工藝的共同作用，最終達(dá)到優(yōu)化激光選區(qū)熔化 TC4 鈦合金制件成形質(zhì)量的目的。

　　【結(jié) 論】

　　采用多組不同工藝參數(shù)進(jìn)行 TC4 鈦合金試塊的激光選區(qū)熔化成形，結(jié)合試塊典型形貌觀察和致密度研究，得到了成形質(zhì)量較好的工藝參數(shù)，并研究了優(yōu)化參數(shù)下不同熱處理制度對激光選區(qū)熔化成形 TC4 鈦合金試塊組織性能的影響規(guī)律。

　　在設(shè)計的參數(shù)范圍內(nèi)，均可成形得到致密度高于99. 90% 的 TC4 鈦合金試塊，當(dāng)鋪粉層厚為 40 μm、激光功率為 200 W、掃描速度為 1500 mm/s、掃描間距為0. 065 mm 時，可成形得到致密度最高為 99. 993% 的TC4 鈦合金試塊。

　　SLM 態(tài) TC4 由亞穩(wěn)態(tài)的針狀馬氏體 α'相組成，其自身較高的強(qiáng)度及內(nèi)部高密度位錯，導(dǎo)致其高強(qiáng)度、低塑性。隨著熱處理溫度從 650 ℃逐漸升高至 950 ℃，馬氏體 α'相逐漸完全分解為（α+β）混合組織，且分解得到的板條狀 α 相逐漸粗化。隨著熱處理溫度升高，試樣強(qiáng)度逐漸下降而塑性升高。經(jīng) 850 ℃/2 h 熱處理后，試樣強(qiáng)度和塑性在高于鍛件標(biāo)準(zhǔn)的前提下，實(shí)現(xiàn)了較好匹配。

　　以下是正文：