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选择性激光熔化（SLM）钛合金构件后处理工艺对其组织与性能的影响研究

DOI：10.1088/1757-899X/751/1/012079 期刊：IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 钛合金构件的增材制造有望在生产和使用过程中实现降低成本、减轻重量和减少碳排放等优势。要发挥这些优势，必须证明增材制造零件的力学性能能够满足通?；诙驮觳牧闲阅懿问贫ǖ纳杓埔?。对于安全关键结构而言，增材制造零件的疲劳性能尤为值得关注。多位研究者已记录了制造态组织演变及其对合金力学性能的影响，但增材制造零件的疲劳裂纹扩展特性及定向结构效应尚未得到充分研究，这成为该技术向高完整性应用领域拓展的障碍。本研究考察了平行与垂直于构建方向的疲劳寿命(S-N曲线)和疲劳裂纹扩展(FCG)特性，分析了定向制造态选区激光熔化(SLM)微观结构与裂纹扩展的相互作用，并与经SLM制造后进行热等静压(HIP)处理（含/不含去应力退火）的试样进行了对比。
作者： Ming Qiang Chu，Shu Yan Zhang，Guan Qiao Su，Ren Gen Ding，Lei Wang，Sanjooram Padde
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究选择性激光熔化（SLM）制备的钛合金构件的后处理微观组织与性能，重点关注不同取向下的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展行为以及热等静压（HIP）处理的影响。

研究成果

研究表明，选择性激光熔化（SLM）制备的Ti-6Al-4V合金具有更高的抗拉强度，但其疲劳寿命受微观结构和孔隙率影响而存在波动。热等静压（HIP）处理通过降低孔隙率可提升疲劳寿命。平行于构建方向的试样疲劳裂纹扩展速率较慢。为满足高完整性应用需求，仍需进一步研究以优化SLM工艺参数及后处理方案。

研究不足

该研究承认孔隙率导致的疲劳寿命差异性，并指出需进一步研究后处理工艺的影响。表面粗糙度和残余应力对疲劳性能的影响尚未得到充分探究。

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