双重退火对激光增材制造Ti60A合金显微组织和力学性能的影响

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1、第２１卷第４期载人航天Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．４２０１５年７月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＪｕｌ．２０１５双重退火对激光增材制造Ｔｉ６０Ａ合金显微组织和力学性能的影响张阿莉，朱洪来，唐飞（北京控制工程研究所，北京１００１９０）摘要：对激光增材制造Ｔｉ６０Ａ高温钛合金进行“Ｔβ-３０”（１０２０°Ｃ／１ｈ／ＡＣ＋７００°Ｃ／２ｈ／ＡＣ）双重退火和“Ｔβ-１０”（１０４０°Ｃ／１ｈ／ＡＣ＋７００°Ｃ／２ｈ／ＡＣ）双重退火热处理，对比研究了沉积态、双重退火态的显微组织特征，包括α相体积分数（％）、α相板条宽度（μｍ）、α相长宽比等的差异，并测试了热处理前后的室温拉伸和高温

2、拉伸性能，讨论了双重退火对合金显微组织及力学性能的影响机理。结果表明：“Ｔβ-１０”双重退火态的拉伸强度较高，室温塑性最高，具有优于激光沉积态和“Ｔβ-３０”双重退火态合金的综合性能。研究结果为优化高温钛合金的综合力学性能和提高航天器钛合金构件综合力学性能提供了参考。关键词：激光增材制造；钛合金；显微组织；力学性能中图分类号：ＴＧ１４６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１５）０４-０３４６-０５TheEffectofDuplexAnnealingonMicrostructureandMechanicalPropertiesofLaserDeposite

3、dTi６０AAlloyＺＨＡＮＧＡｌｉ，ＺＨＵＨｏｎｇｌａｉ，ＴＡＮＧＦｅｉ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｅｄＴｉ６０Ａａｌｌｏｙｗａｓａｎｎｅａｌｅｄｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒ（α＋β）ｒｅｇｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｎｅａｌｉｎｇ，“Ｔβ-３０”（１０２０°Ｃ／１ｈ／ＡＣ＋７００°Ｃ／２ｈ／ＡＣ）ａｎｄ“Ｔβ-１０”（１０４０°Ｃ／１ｈ／Ａ

4、Ｃ＋７００°Ｃ／２ｈ／ＡＣ）ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｕｐｌｅｘａｎ-ｎｅａｌｉｎｇｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆαｐｈａｓｅ，ｗｉｄｔｈｏｆαｐｈａｓｅａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆαｐｈａｓｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｗｉｄｔｈｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｕｐｌｅｘａｎｎｅａｌｉｎｇｏｎｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ６００℃ｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗａｓｃｌｅａｒｌｙｃｌａｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅ

5、ｎｇｔｈａｎｄｒｏｏｍ-ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｌｏｎｇａｔｉｏｎａｒｅｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｅｄｓｔａｔｅａｎｄ“Ｔβ-３０”ｓｔａｔｅ．Ｔｈｅｒｅ-ｓｕｌｔｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｈｉｇｈ-ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｉ-ｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅ-ｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｐａｒｔｓｕｓｅｄｉｎａｉｒｃｒａｆｔ．Keywords：ｌａｓｅｒａｄｄｉｔ

6、ｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ这类合金在服役期间要求具有优异的室温拉伸和１引言高温拉伸性能等的最佳匹配，适当的热处理可控６００℃高温钛合金是高推重比航空发动机压制钛合金的相变并获得所希望的显微组织，从而气机盘和叶片等重要部件必须的关键高温结构材优化合金的综合力学性能。料，同时也适用于部分先进载人航天器较高温区激光增材制造（ＬａｓｅｒＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒ-的防热零部件，应用于载人航天工程领域。目前ｉｎｇ）技术通过激光熔化／快速凝固逐层沉积“生国内外已研

7、发出ＩＭＩ８３４、Ｔｉ-１１００、ＢＴ１８ｙ、Ｔｉ６０、长制造”，由零件ＣＡＤ模型一步完成致密、高性能［１-３］Ｔｉ６０Ａ等Ｔｉ-Ａｌ-Ｓｎ-Ｚｒ-Ｍｏ-Ｓｉ系高温钛合金。钛合金零件的“近净成形制造”。该技术为发动收稿日期：２０１４-０７-２１；修回日期：２０１５-０２-１２基金项目：国家重点基础研究发展计划（２０１１ＣＢ６０６３０５）作者简介：张阿莉（１９８８－），女，博士，工程师，研究方向为激光３Ｄ打印及空间推进。Ｅ-ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇａｌｉｌｏｖｅｚａｌ＠１６３．ｃｏｍ第４期张阿莉，等．双重退火对激光增材制造Ｔｉ６０Ａ合金显微组织和力学性能的影响３４７机