电子束选区熔化Ti-6Al-4V合金的显微组织与疲劳性能

陈玮^1,2,3,4，陈哲源^1,2,3,4，由洋¹，李金山⁵

1. 北京航空制造工程研究所2. 高能束流加工技术重点实验室3. 高能束流金属增量制造技术与装备北京市重点实验室4. 增材制造航空科技重点实验室5. 西北工业大学

摘 要：采用电子束选区熔化成型技术制备了Ti-6Al-4V合金试样,研究了成型态与热等静压态合金试样的显微组织、拉伸及高周疲劳性能。结果表明,成型态的组织为沿沉积方向生长的柱状晶;柱状晶内部以魏氏组织为主,也有α/β片层组织存在。成型态材料的抗拉强度并未受到少量气孔及未熔合缺陷的影响,其强度和延伸率达到了ASTM标准。热等静压消除了材料内部缺陷,但显微组织发生粗化,材料抗拉强度下降约5%,但延伸率提高了约35%。热等静压后Ti-6Al-4V合金的高周疲劳性能得到显著改善,在1×10⁷寿命,R=0.1的测试条件下,疲劳极限达到600 MPa。根据断口信息分析了典型试样的裂纹萌生与扩展行为,大多数试样的裂纹源位于表面,材料拉伸性能分散性较大是疲劳寿命不稳定的主要原因之一。

关键词：增材制造;Ti-6Al-4V;显微组织;高周疲劳;断口分析;