增材制造钛(tai)合金组(zu)织(zhi)及(ji)性(xing)能(neng)研(yan)究(jiu)现(xian)状(zhuang)

近年(nian)来(lai)，由(you)于钛(tai)合(he)金(jin)的(de)优良(liang)特性，如高比(bi)强度、耐腐(fu)蚀(shi)性(xing)和生(sheng)物(wu)相(xiang)容(rong)性，使(shi)其在(zai)航(hang)空航(hang)天、医疗(liao)、海(hai) 洋等领域得(de)到了快(kuai)速发展(zhan)［1］。增(zeng)材制(zhi)造（ａｄｄｉTiｖｅｍａｎｕｆａｃ⁃ｔｕｒｉｎｇ，ＡＭ）技术(shu) 凭(ping)借着特有的全数字化、凝(ning)固(gu)速度(du)快(kuai)和(he)近(jin)净成形(xing)复杂零部(bu)件的独特(te)优势，为金(jin)属基材料的制(zhi)备提供(gong)一种极(ji) 具潜力(li)的(de)新(xin)方(fang)法(fa)［2，3］。随着(zhe)定(ding)制化需求(qiu)的(de)不(bu)断增加(jia)，推(tui)动(dong)了(le)增材(cai)制造(zao)的快速发展(zhan)，同(tong)时(shi)也为(wei)其(qi)迎来 了新的发展(zhan)机(ji)遇(yu)。增(zeng)材制(zhi)造(zao)目(mu)前(qian)主(zhu)要(yao)用(yong)于制备钢、钛合(he)金、高(gao)熵合金、复合(he)材(cai)料和形状记忆(yi)合(he)金等(deng)材(cai)料(liao) ［4-9］。在快速成(cheng)型和小批(pi)量生产方(fang)面，与传(chuan)统(tong)的(de)减(jian)材制(zhi)造(zao)方(fang)法相(xiang)比，增(zeng)材(cai)制造(zao)技术能(neng)够创造(zao)更(geng)大(da)的(de)经 济(ji)效(xiao)益。通(tong)过增材制(zhi)造技(ji)术制备钛合(he)金(jin)的成本较低(di)，而(er)且能够(gou)设(she)计(ji)自(zi)由(you)，制(zhi)造(zao)出用(yong)户定义的(de)复(fu)杂(za)结构，这(zhe) 是(shi)很难通过其他传统制(zhi)造(zao)方(fang)法(fa)生(sheng)产的(de)［10，11］。

为梳(shu)理近年来本领(ling)域的(de)相(xiang)关研究(jiu)现(xian)状，为(wei)相(xiang)关(guan)从业人员(yuan)提供技(ji)术(shu)参考，本研(yan)究综(zong)述了(le)增材制造钛(tai)合(he)金(jin) 组(zu)织(zhi)及性能(neng)的研(yan)究(jiu)进(jin)展，从力(li)学性能(neng)、疲(pi)劳(lao)性(xing)能、高(gao)温(wen)氧(yang)化(hua)性能(neng)、摩擦(ca)磨损(sun)性(xing)能以及(ji)生物(wu)相(xiang)容(rong)性几个(ge)角度(du) 进行(xing)了梳理，总(zong)结了(le)合(he)金(jin)化(hua)和(he)热处(chu)理对增材制造(zao)钛合(he)金(jin)组织(zhi)及性能影响(xiang)。

1、研(yan)究(jiu)进(jin)展

1.1　力学性能

Ｌｉ等(deng)［12］为了(le)减(jian)少(shao)电弧(hu)热(re)输(shu)入(ru)并细(xi)化(hua)柱状晶粒(li)，采用(yong)热丝电弧(hu)增材(cai)快(kuai)速成型制备(bei)了4个(ge)Ti-6.5Al-3.5Ｍｏ-1.5Zr-0.3Si样(yang)品(pin)。研究(jiu)发现(xian)，粗(cu)大(da)的(de)柱状晶粒得到(dao)了(le)极(ji)大的细化(hua)，最(zui)终得到了(le)由等(deng)轴晶(jing) 粒和(he)短柱(zhu)状晶(jing)粒(li)组成(cheng)的组(zu)织。同(tong)时(shi)，α-板条的(de)宽度也得到了(le)细(xi)化。力学(xue)性能(neng)与(yu)晶粒变(bian)化相一致，各向 异(yi)性(xing)几(ji)乎(hu)消失。而(er)且(qie)，可(ke)以(yi)通过热丝(si)电弧(hu)增(zeng)材(cai)制造(zao)获(huo)得(de)具(ju)有优异综(zong)合(he)力(li)学性(xing)能的(de)零(ling)件(jian)。

张(zhang)明朗等(deng)［13］研究(jiu)了增(zeng)材制造TA15钛合金直(zhi)壁构(gou)件不同(tong)区域的(de)组(zu)织特征及(ji)拉伸(shen)性能(neng)。由(you)图1可(ke) 以(yi)看出，受热(re)输入(ru)、热(re)循(xun)环及(ji)冷(leng)却速度的影响(xiang)，构件(jian)不(bu)同(tong)区域组(zu)织存在(zai)明显差(cha)别，主(zhu)要有针、片状α、针(zhen) 状(zhuang)马氏(shi)体(ti)α′、网(wang)篮(lan)组(zu)织、魏氏组(zu)织(zhi)及(ji)大等(deng)轴(zhou)原始β晶。中(zhong)、下层存(cun)在短棒(bang)状(zhuang)α，为初生α。垂(chui) 直(zhi)于(yu)焊缝(feng)方(fang)向与(yu)平(ping)行于焊(han)缝(feng)方向(xiang)的拉(la)伸性(xing)能(neng)不同(tong)，存(cun)在明(ming)显(xian)各向(xiang)异(yi)性。

王继航等［14］研究(jiu)了(le)预埋(mai)缺陷的尺(chi)寸(cun)、位置对(dui)激光(guang)选区(qu)熔化（ｓｅｌｅｃTiｖｅｌａｓｅｒｍｅ ｌTiｎｇ，SLM）技(ji)术(shu)制(zhi)备(bei)含人(ren)工(gong)设(she)计缺(que)陷的(de)TC4钛(tai)合金(jin)室温拉(la)伸性能(neng)的影(ying)响(xiang)。研究(jiu)结果(guo)显示，由 于ＳＬＭ成(cheng)形过(guo)程人(ren)工植入缺(que)陷内(nei)包(bao)含(han)的合金(jin)粉末无(wu)法(fa)排出(chu)，热处(chu)理后在孔(kong)洞(dong)缺(que)陷(xian)表面烧结，导致(zhi)缺陷 实际尺(chi)寸(cun)较设(she)计尺(chi)寸(cun)略小(xiao)。当预埋缺(que)陷直径(jing)小(xiao)于(yu)0.7mm时(shi)，对合(he)金抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)几(ji)乎(hu)不(bu)产(chan)生影响(xiang)，试(shi)样断裂 均(jun)发(fa)生在(zai)非预(yu)埋(mai)缺陷(xian)区；当(dang)预(yu)埋缺(que)陷(xian)直(zhi)径(jing)超(chao)过(guo)0.7mm后(hou)，抗(kang)拉(la)强(qiang)度随缺(que)陷(xian)尺(chi)寸增大(da)显著降低，试样断(duan)裂 均(jun)发(fa)生(sheng)在预埋(mai)缺陷(xian)区(qu)。合(he)金(jin)延伸率(lv)受(shou)缺陷(xian)的(de)影响较(jiao)为(wei)显(xian)著，随(sui)着(zhe)缺陷尺(chi)寸的增(zeng)大，延(yan)伸率整体(ti)呈现(xian)逐渐 降低的(de)趋(qu)势(shi)，当缺陷(xian)尺(chi)寸(cun)超(chao)过0.7mm后，延伸率(lv)急(ji)剧(ju)降低，缺陷尺(chi)寸超过(guo)0.9mm后(hou)，延伸率在(zai)2％～4 ％范围内波(bo)动(dong)。

Ｎａｄａmmａｌ等(deng)［15］采用4种不(bu)同(tong)的(de)能量(liang)密(mi)度(du)制(zhi)备了(le)新(xin)型(xing)骨科(ke)β钛合金(jin)Ti-35Nb-7Zr- 5TA。研(yan)究(jiu)发(fa)现，所有条件(jian)制备(bei)的试(shi)样理论密度(du)均大(da)于98.5％。在较高(gao)的(de)能(neng)量密度输入(ru)下，缺(que)陷(xian)越小(xiao) ，密度(du)越高(gao)。在(zai)最(zui)高(gao)的(de)能量(liang)密(mi)度输(shu)入(ru)下(xia)观察(cha)到细胞到柱状(zhuang)树枝晶的转(zhuan)变，同时(shi)凝(ning)固(gu)的(de)晶(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)增(zeng)加(jia)，表(biao) 明温度梯(ti)度和(he)凝固增长(zhang)率(lv)的协(xie)同(tong)效应。密(mi)度测量表明，能量(liang)密(mi)度(du)为50.0J/mm³时达到(dao)了 约99.5％的理(li)论(lun)密(mi)度。能量密(mi)度(du)为(wei)54.8J/mm³时(shi)，通(tong)过(guo)形(xing)成(cheng)柱(zhu)状(zhuang)树(shu)枝状的亚结(jie)构，获(huo)得 了(le)最(zui)大的(de)拉(la)伸(shen)强度(du)约(yue)660MPa，所有(you)制造的部(bu)件均呈(cheng)现25％～30％的(de)高延展性(xing)。

方(fang)远志(zhi)等［16］借鉴激(ji)光(guang)摆(bai)动(dong)焊(han)接(jie)技(ji)术，提出(chu)一种(zhong)激(ji)光摆(bai)动送粉增材制造TC4钛(tai)合(he)金工(gong)艺(yi)，借助激 光原位(wei)摆(bai)动改变(bian)熔池(chi)运动轨(gui)迹进而影响(xiang)温(wen)度梯(ti)度和凝(ning)固速(su)率，改(gai)善增材(cai)制造钛(tai)合金的微(wei)观(guan)组织(zhi)，研究(jiu)了(le)激 光(guang)摆动(dong)送(song)粉增(zeng)材(cai)制造工(gong)艺(yi)对TC4钛(tai)合金微(wei)观组织演变(bian)及力学(xue)性(xing)能的影(ying)响(xiang)。研究发(fa)现，无(wu)摆动(dong)激(ji)光(guang)熔(rong)化沉 积(ji)实验的最佳工(gong)艺(yi)参(can)数为：激光功(gong)率(lv)1000Ｗ，扫(sao)描(miao)速率8mm/s，送粉(fen)速率(lv)6.92g/min；直 线(xian)型(xing)激光摆(bai)动的最(zui)佳(jia)工艺参数(shu)为：摆(bai)动(dong)频率(lv)200Hz，摆动幅(fu)度(du)1.5mm。

直(zhi)线(xian)型激(ji)光(guang)摆动(dong)对(dui)熔(rong)池(chi)形貌改(gai)善显著(zhu)，气(qi)孔(kong)和裂纹(wen)等(deng)缺陷(xian)较(jiao)少，柱状(zhuang)晶数(shu)量和尺(chi)寸(cun)均(jun)有(you)所(suo)减(jian)小(xiao)，并(bing)且 晶粒(li)出现(xian)了(le)等(deng)轴(zhou)化的现(xian)象(xiang)。相比(bi)无摆(bai)动样品(pin)，激(ji)光摆(bai)动后Ti-6Al-4V合金单道(dao)区(qu)域(yu)平(ping)均(jun)晶粒尺寸从(cong) 5.20μｍ减小(xiao)到4.37μｍ，硬度从418.00ＨＶ提升(sheng)到428.75ＨＶ。

以(yi)上(shang)研(yan)究(jiu)表明(ming)，对(dui)于增材制造钛合金(jin)力学(xue)性(xing)能的研究首(shou)先(xian)要集(ji)中在(zai)显(xian)微(wei)组(zu)织(zhi)上(shang)。由力学性能(neng)的(de)变化(hua) 趋(qu)势(shi)可以反(fan)映(ying)出(chu)内(nei)部组(zu)织(zhi)的变(bian)化(hua)规律(lv)。

1.2　疲劳性能(neng)

池维(wei)乾等［17］采用旋(xuan)转弯曲(qu)疲劳测(ce)试(shi)（ｆ＝50Hz，R＝-1）与(yu)超声频(pin)率（20kHz）疲(pi) 劳(lao)测(ce)试研(yan)究(jiu)了选区(qu)激光熔(rong)化技术(shu)制(zhi)造的(de)Ti-6Al-4V合金超(chao)高周疲(pi)劳(lao)行为。

研(yan)究结(jie)果(guo)表明，经(jing)热(re)等(deng)静(jing)压(ya)处(chu)理(li)的(de)增(zeng)材(cai)制造(zao)Ti-6Al-4V合(he)金(jin)与(yu)锻造的Ti-6Al-4V合(he)金疲(pi)劳(lao)性(xing)能 相当(dang)，且不同(tong)加载方式(shi)对超(chao)高(gao)周(zhou)疲劳范(fan)畴内(nei)疲(pi)劳性(xing)能影响(xiang)显(xian)著。在(zai)旋(xuan)转弯(wan)曲(qu)疲劳试验(yan)下(xia)，疲(pi)劳裂(lie)纹从试 样(yang)表(biao)面(mian)开(kai)始(shi)萌(meng)生(sheng)，而(er)对(dui)于(yu)超声疲(pi)劳(lao)测试(shi)，存(cun)在(zai)试样(yang)表(biao)面和内(nei)部(bu)的(de)裂纹(wen)萌生(sheng)，且超(chao)高周(zhou)疲劳裂(lie)纹(wen)趋(qu)于(yu)在试(shi)样 内部萌(meng)生，并且疲(pi)劳断(duan)口呈(cheng)现“鱼(yu)眼”形(xing)貌(mao)特(te)征(zheng)。对断裂面裂纹萌生处(chu)的(de)细晶区（FGA）进(jin)行(xing)电(dian)子背(bei) 散射衍射(she)与(yu)透射(she)电(dian)子显(xian)微镜(jing)观(guan)测。结(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，增(zeng)材制(zhi)造Ti-6Al-4V合金(jin)超(chao)高周疲劳(lao)裂纹萌生与(yu)早(zao)期 扩展

区域存(cun)在(zai)不(bu)连(lian)续(xu)的细小(xiao)晶粒区域，是(shi)由(you)位(wei)错(cuo)相互作(zuo)用(yong)导(dao)致(zhi)晶粒细(xi)化(hua)进而(er)形(xing)成微裂(lie)纹以及(ji)形成(cheng)于(yu)α相 、晶界等(deng)的微(wei)裂纹共(gong)同作(zuo)用(yong)所(suo)致(zhi)。

高(gao)一峰等［18］研究了退(tui)火(huo)态TA15合金(jin)的疲劳性(xing)能(neng)与疲(pi)劳断(duan)裂失效行为。结果表(biao)明(ming)，退火态Ｔ Ａ15合金的(de)轧(ya)向和纵(zong)向组织(zhi)均(jun)以α/β片层(ceng)交叠(die)形(xing)成(cheng)的(de)网(wang)篮(lan)组(zu)织(zhi)为主(zhu)，局部存(cun)在等轴(zhou)晶粒(li)分(fen)布。通(tong) 过(guo)对(dui)Ｓ-Ｎ曲(qu)线进行(xing)拟合(he)，TA15钛合金疲(pi)劳极(ji)限(xian)为311MPa。试(shi)样断口(kou)包(bao)含疲劳(lao)裂(lie)纹源区、疲劳裂(lie)纹扩 展(zhan)区(qu)和(he)瞬断(duan)区(qu)。裂纹(wen)均从表(biao)面(mian)萌生，同(tong)时(shi)裂纹扩(kuo)展(zhan)区存在(zai)大量(liang)的疲劳(lao)辉(hui)纹(wen)和二(er)次裂纹(wen)，瞬(shun)断区(qu)由(you)等(deng)轴状(zhuang) 的韧窝构成，呈(cheng)现典(dian)型的(de)准解理(li)断裂(lie)特征(zheng)。在低(di)循环(huan)应力下，裂(lie)纹主(zhu)要穿过(guo)或沿着(zhe)α／β片(pian)层组织(zhi) 进(jin)行扩(kuo)展(zhan)，裂(lie)纹(wen)扩(kuo)展路径较长(zhang)；在高循环应力下(xia)，裂(lie)纹开始(shi)沿(yan)着(zhe)原始β晶(jing)界(jie)扩展，二次裂纹(wen)扩展路径(jing)较 短(duan)但(dan)数量较多。疲(pi)劳(lao)裂(lie)纹容(rong)易(yi)沿着(zhe)组织中相(xiang)对(dui)薄(bao)弱的位置进(jin)行(xing)扩(kuo)展(zhan)，并且二次裂(lie)纹周围(wei)有裂纹分(fen)支生成(cheng)。

黄(huang)兴(xing)等［19］选取(qu)丝材电(dian)弧增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)TC4钛(tai)合金(jin)进(jin)行试(shi)验，建立了疲劳(lao)裂(lie)纹萌生寿(shou)命(ming)有(you)限元(yuan)预测(ce)模 型(xing)，通过与实验(yan)结(jie)果对比，验证了(le)该模型在(zai)预测(ce)TC4钛合(he)金疲劳(lao)裂纹(wen)萌(meng)生(sheng)寿(shou)命方(fang)面(mian)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)。试验结(jie)果(guo) 表(biao)明，增材制造(zao)TC4钛(tai)合(he)金(jin)的弹(dan)性(xing)模(mo)量(liang)、抗拉强度(du)、泊(po)松比(bi)与(yu)TC4钛(tai)合金锻(duan)件(jian)相近(jin)，但(dan)疲劳(lao)性能与(yu)传(chuan) 统TC4锻(duan)件(jian)相(xiang)差甚(shen)远(yuan)，建立的(de)疲(pi)劳(lao)裂纹(wen)萌(meng)生寿命预测(ce)模(mo)型(xing)结(jie)果与试(shi)验(yan)结(jie)果(guo)误差(cha)小于(yu)40％，具(ju)有(you)一定(ding)的 参(can)考意(yi)义(yi)。Ｋｏｎｄａ等(deng)［20］采用K-近(jin)邻(lin)算(suan)法(fa)（ｋ-ｎｅａｒｅｓｔｎｅｉｇｈｂｏｒｓ， ＫＮＮ ）、决策树(shu)（ｄｅｃｉSiｏｎｔｒｅｅ，ＤＴ）、随(sui)机森(sen)林(lin)（ｒａｎｄｏｍｆｏｒｅｓｔ，ＲＦ）和(he) 极端梯度(du)提升(sheng)（ｅＸｔｒｅｍｅｇｒａｄｉｅｎｔｂｏｏｓTiｎｇ，ＸＧＢ）算法(fa)等(deng)四种机器 学(xue)习（ｍａｃｈｉｎｅｌｅａｒｎｉｎｇ，ＭＬ）算(suan)法(fa)来分析(xi)Ti64合(he)金的(de)疲(pi)劳裂纹扩展速(su)率(lv)（ｆａTi ｇｕｅｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｒａｔｅ，ＦＣＧＲ）。在调(diao)整(zheng)了(le)这些(xie)算(suan)法(fa)的超参数(shu)后，发(fa)现训练过(guo) 的模(mo)型(xing)对未(wei)见(jian)过数据(ju)的(de)估计与训练(lian)过的数据(ju)一样好。在(zai)训(xun)练和测(ce)试阶段，根(gen)据其(qi)平(ping)均(jun)平(ping)方(fang)误差和Ｒ2， 对(dui)4个测(ce)试的ＭＬ模(mo)型进行(xing)了(le)相互比较。与其(qi)他模型相比(bi)，由(you)于ＸＧＢ算(suan)法(fa)具(ju)有最小(xiao)的均(jun)平方(fang)误差(cha)和(he) 更(geng)高(gao)的(de)Ｒ2，因此(ci)在(zai)ＦＣＧＲ预(yu)测(ce)中(zhong)更(geng)准确(que)。Ｓｙｅｄ等［21］研究了(le)单程(cheng)、平(ping)行(xing)程和振(zhen)荡(dang)沉(chen)积三(san)种(zhong) 增(zeng)材制(zhi)造方(fang)式对(dui)Ti-6Al-4V的疲劳(lao)裂(lie)纹(wen)生长(zhang)行(xing)为的影(ying)响(xiang)。研(yan)究(jiu)结果显示，由(you)于(yu)较(jiao)高的(de)局部(bu)热输入， 与(yu)单(dan)程(cheng)和(he)平(ping)行(xing)程方式相(xiang)比，振荡(dang)沉积表(biao)现(xian)出(chu)明(ming)显较粗(cu)的柱(zhu)状(zhuang)β晶粒(li)结(jie)构以及(ji)较(jiao)粗的转(zhuan)化(hua)微观(guan)结构(gou)。在(zai) 三(san)种(zhong)制造方法(fa)中(zhong)，振(zhen)荡沉(chen)积的(de)裂(lie)纹(wen)生长(zhang)率(lv)最(zui)低(di)。裂(lie)纹(wen)大(da)致(zhi)介于再结晶(jing)α（轧制退(tui)火(huo)）和(he)β退火(huo)的(de)锻(duan) 造材(cai)料(liao)之(zhi)间(jian)。

当(dang)裂(lie)纹(wen)垂直(zhi)于(yu)沉(chen)积(ji)层(ceng)传播(bo)时，疲劳(lao)裂纹的(de)增(zeng)长速(su)度较(jiao)低。在(zai)提到的(de)三(san)种增材(cai)制(zhi)造工艺(yi)中，在较低的应(ying) 力强(qiang)度系数(shu)范围(wei)内(nei)（＜25MPa·ｍ^1/2），微(wei)观结构(gou)对(dui)裂纹(wen)生(sheng)长速度的(de)影响(xiang)更(geng)大(da)。

综上所(suo)述，目前对(dui)于(yu)钛合(he)金疲(pi)劳(lao)性能(neng)的(de)研究主要(yao)是(shi)试验(yan)和模拟两(liang)方(fang)面(mian)。进(jin)行模(mo)拟(ni)能够在(zai)最大程度(du)上(shang) 避免(mian)未(wei)知缺陷(xian)，提高(gao)材料(liao)性(xing)能(neng)研(yan)究的效(xiao)率(lv)。

1.3　高温(wen)氧化(hua)性(xing)能(neng)

高(gao)温(wen)氧(yang)化(hua)性(xing)能(neng)是(shi)钛(tai)合金(jin)在(zai)航(hang)空(kong)航天发(fa)动机(ji)应用上(shang)最为重要(yao)的性能(neng)，直(zhi)接决(jue)定着(zhe)服(fu)役(yi)的(de)安(an)全(quan)性。张(zhang)利(li) 等(deng)［22］介(jie)绍(shao)了耐热钛(tai)合(he)金和增材(cai)制造(zao)钛合(he)金抗氧化性能(neng)的研(yan)究现状，以及近(jin)年来对提高(gao)钛(tai)合(he)金抗高温(wen)氧(yang) 化性(xing)能(neng)的合金化和(he)表(biao)面改性等技术(shu)手(shou)段的研(yan)究(jiu)进(jin)展。

展望了(le)进(jin)一步改(gai)善(shan)采用增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)技术(shu)制(zhi)备(bei)的(de)钛合(he)金抗(kang)高温(wen)氧化性能的研究(jiu)方向。ＦＵ等(deng)［23］用电 弧增(zeng)材制造(zao)法生产的Ti6Ａｌ7Nb合(he)金在800℃下(xia)被氧化(hua)，以确定由(you)热影响带（ｈｅ ａｔａｆｆｅｃｔｅｄｂａｎｄｓ，ＨＡＢｓ）引(yin)起(qi)的(de)氧(yang)化(hua)差(cha)异。氧(yang)化(hua)动力学(xue)证(zheng)明(ming)，与(yu)非(fei)ＨＡＢｓ区 相比(bi)，具(ju)有(you)紧密β板条(tiao)的(de)ＨＡＢｓ具有(you)更(geng)强的(de)抗氧(yang)化(hua)性。β相中(zhong)富含的Nb元(yuan)素(su)促(cu)进了(le)Ti3Ａｌ 在氧化后(hou)在β板条的原始位置(zhi)析(xi)出，与β板(ban)条(tiao)的(de)间距相(xiang)似(shi)。紧凑(cou)的Ti3Ａｌ在ＨＡＢｓ上的形(xing)成(cheng)有(you) 利于(yu)抑(yi)制(zhi)氧(yang)气(qi)在(zai)氧(yang)化层／基体(ti)界(jie)面(mian)上(shang)的(de)扩(kuo)散。

航(hang)空(kong)发(fa)动机(ji)在服(fu)役(yi)过程中(zhong)需要长(zhang)时(shi)间(jian)承受(shou)高温，因(yin)此，钛合金的高温(wen)氧(yang)化(hua)性(xing)能(neng)是研(yan)究(jiu)的重点，下(xia)一(yi)步(bu) 应(ying)该(gai)重(zhong)点研发(fa)抗高(gao)温(wen)氧(yang)化(hua)性(xing)能的(de)钛(tai)合(he)金。

1.4　摩(mo)擦磨(mo)损性(xing)能

Ｓｕ等(deng)［24］对(dui)Ti-6Al-4V合金进行(xing)了(le)直接时效(xiao)和(he)固(gu)溶时效处(chu)理(li)，以提高(gao)其摩擦(ca)性(xing)能。在正(zheng) 常(chang)载荷（2.5～40Ｎ）和(he)滑动(dong)速(su)度（50～800ｒｐｍ）范(fan)围(wei)内(nei)，采用干式滑动(dong)磨(mo)损试(shi)验(yan)来(lai)研究(jiu)其综(zong)合(he) 磨损行(xing)为(wei)。结(jie)果表明，形(xing)成了高(gao)密(mi)度的(de)Ti3Ａｌ沉(chen)淀物(wu)，并且在(zai)固(gu)溶(rong)处理(li)过(guo)程(cheng)中发(fa)生(sheng)了α′→α＋β 的(de)分(fen)解(jie)。磨损(sun)形态(tai)和磨损机(ji)制在很(hen)大(da)程度(du)上取决于(yu)微观结构特征、外(wai)加载(zai)荷和滑(hua)动速(su)度(du)。Ｍａｎｔｒｉ 等［25］研究了(le)硼对(dui)增材(cai)制造(zao)钛(tai)合(he)金硬(ying)度(du)和磨损(sun)性(xing)能的影响(xiang)。结果显(xian)示(shi)，ＴＮＺ（成分为(wei)Ti-13Nb- 13Zr）试(shi)样的整(zheng)体硬度(du)值为(wei)325ＨＶ，略高于文献(xian)。造(zao)成这种(zhong)现(xian)象(xiang)的(de)原因是(shi)在制(zhi)作试(shi)样(yang)时采用(yong)了(le)激光(guang)工(gong)程 化净成(cheng)形（ｌａｓｅｒ-ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｎｅｔｓｈａｐｉｎｇ，ＬＥＮＳ）打(da)印(yin)技(ji)术，从(cong)而产 生(sheng)了(le)细晶粒(li)和(he)残余应力。在ＴＮＺ中加(jia)入硼后，ＴＮＺ-Ｂ的(de)硬度值(zhi)增加(jia)到(dao)450ＨＶ。硬(ying)度值(zhi)的(de)增(zeng)加 归因于原位TiＢ沉(chen)淀的(de)形(xing)成(cheng)。此外，与(yu)ＴＮＺ合(he)金(jin)相(xiang)比(bi)，ＴＮＺ-Ｂ的(de)磨(mo)损(sun)率(lv)由(you)于(yu)硬度的增(zeng)加(jia)而降(jiang) 低(di)，硬度(du)增(zeng)加是由于(yu)TiＢ的(de)形成(cheng)以(yi)及α沉(chen)淀(dian)体(ti)积(ji)分(fen)数(shu)和(he)形态的变(bian)化(hua)。

图(tu)2（ａ）（ｂ）为两种(zhong)试样的磨(mo)痕，图2（ｃ）（ｄ）为三(san)维(wei)扫描白光(guang)干(gan)涉(she)仪(yi)（3Ｄｓｃａｎｎｉ ｎｇｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ，ＳＷＬＩ）图(tu)像(xiang)。由图可以看出(chu)，在(zai)添加(jia) 硼(peng)以后(hou)，磨(mo)损深(shen)度(du)明(ming)显减(jian)小(xiao)，磨(mo)损面也变(bian)得更(geng)加平(ping)整(zheng)，表明硼(peng)的(de)加(jia)入(ru)显著提高了(le)耐磨性。

1.5　生(sheng)物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)

钛合(he)金(jin)的生(sheng)物相(xiang)容(rong)性是(shi)作为人体植入(ru)材(cai)料(liao)需(xu)要考(kao)察(cha)的(de)一项(xiang)重(zhong)要(yao)内(nei)容，生(sheng)物(wu)材(cai)料表(biao)面在(zai)局部条(tiao)件(jian)下的(de)电(dian) 化学(xue)行为是(shi)影(ying)响(xiang)植(zhi)入(ru)成(cheng)功与(yu)否(fou)的重要(yao)因素(su)。Ａｙｄｉｎ等［26］研(yan)究了(le)增材(cai)制造(zao)钛(tai)合金在模(mo)拟正(zheng)常、炎(yan)症 和严重(zhong)炎症条(tiao)件的(de)三种不(bu)同(tong)介(jie)质(zhi)中(zhong)浸(jin)泡1ｈ和12ｈ后(hou)的(de)电(dian)化(hua)学(xue)行(xing)为。极化(hua)研(yan)究表明(ming)，在所有情况下(xia) ，耐腐(fu)蚀性都(dou)会(hui)随着(zhe)浸泡时间(jian)的(de)延长而增(zeng)加(jia)。研究(jiu)发(fa)现(xian)，在(zai)炎症(zheng)条件下，Ｈ2Ｏ2会对被(bei)动(dong)层的(de)电阻产(chan)生(sheng) 破(po)坏作用，而在严重炎症(zheng)条(tiao)件下，白(bai)蛋(dan)白、乳(ru)酸(suan)盐和(he)Ｈ₂Ｏ₂都会(hui)协同降低(di)钛(tai)层 的耐腐蚀(shi)性。电化(hua)学阻(zu)抗数(shu)据(ju)表明，在(zai)严重(zhong)炎症(zheng)条件(jian)下(xia)，带(dai)电(dian)的白(bai)蛋(dan)白会吸引到(dao)局(ju)部(bu)点蚀(shi)区(qu)域，从(cong)而(er)改(gai) 变(bian)腐蚀(shi)性(xing)物质在金(jin)属／被(bei)动层(ceng)界面(mian)的(de)扩散(san)传(chuan)输(shu)。

电(dian)化(hua)学测(ce)试还(hai)证明(ming)，与未经处理(li)的相(xiang)同成分(fen)的钛相比，增材(cai)制(zhi)造(zao)钛合(he)金(jin)表面在(zai)模(mo)拟(ni)溶(rong)液中的耐(nai)腐(fu)蚀(shi)性 更(geng)好。研究(jiu)表(biao)明，新的表(biao)面形貌(mao)和(he)润(run)湿性也是(shi)增(zeng)材(cai)制(zhi)造钛(tai)合金试(shi)样腐蚀(shi)性能得到改善(shan)的积(ji)极因素(su)。图(tu)3 为(wei)增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)商业纯(chun)钛(tai)（ＣＰ-Ti）和Ti-6Al-4V在(zai)模拟(ni)介质(zhi)中浸泡1ｈ和12ｈ后(hou)的开(kai) 路电(dian)位（ｏｐｅｎｃｉｒｃｕｉｔｐｏ⁃ｔｅｎTiａｌ，OCP）。由(you)图(tu)可以(yi)看出(chu)，在模拟炎症和严重炎 症(zheng)环(huan)境中，OCP值向(xiang)电位(wei)正(zheng)方(fang)向(xiang)移(yi)动(dong)，可(ke)能(neng)是(shi)Ｈ₂Ｏ₂分解(jie)为(wei)Ｈ₂和Ｏ₂， 从而在(zai)缓慢的氧(yang)还(hai)原反应中(zhong)起到了(le)额(e)外的阴极反应的作用(yong)。早(zao)期(qi)的研究(jiu)表(biao)明(ming)，炎(yan)症(zheng)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)正OCP 值(zhi)可归因于(yu)氧(yang)化中(zhong)间(jian)产物（如ＨＯ₂和ＨＯ）吸(xi)附(fu)到钛(tai)基材料的膜(mo)上。在严(yan)重(zhong)炎(yan)症(zheng)条(tiao)件下(xia)， 向(xiang)炎(yan)症(zheng)溶液(ye)（Ｈ2Ｏ2＋ＰＢＳ）中添(tian)加ＢＳＡ和(he)ＣＬＨ会降低OCP值。

Ｎｉｋｏｌａｅｖａ等［27］根(gen)据(ju)铜(tong)的添(tian)加量，研(yan)究了增材(cai)制(zhi)造钛合(he)金(jin)对金黄(huang)色葡萄(tao)球(qiu)菌(jun)和白(bai)色念(nian) 珠(zhu)菌的(de)抗菌活(huo)性(xing)。结(jie)果(guo)表明(ming)，将材(cai)料(liao)中(zhong)的铜含(han)量(liang)提高(gao)到(dao)9.7％，可使含铜(tong)基质(zhi)上的(de)细菌数量(liang)减(jian)少(shao)99％。 这(zhe)种基(ji)底抗(kang)菌(jun)活性(xing)的增强(qiang)是(shi)由于(yu)Ti6Ａｌ4／Ｃｕ合金(jin)释放出(chu)铜(tong)离(li)子。

范(fan)东(dong)阳(yang)［28］通过(guo)选择(ze)性激光(guang)熔化(hua)（ＳＬＭ）技术制(zhi)造了(le)一种新型梯度(du)含(han)铜(tong)钛合(he)金(jin)（TC4-5Ｃｕ ／TC4），研究了(le)其(qi)对变形链球(qiu)菌(jun)的抗(kang)菌(jun)作用(yong)。结(jie)果(guo)表明，铜(tong)元(yuan)素在(zai)TC4-5Ｃｕ／TC4合(he)金表面 80μｍ范围(wei)内(nei)均匀(yun)分(fen)布(bu)，同(tong)时两(liang)合(he)金的(de)亲(qin)水(shui)性和(he)粗糙度(du)基(ji)本(ben)相同(tong)。TC4-5Ｃｕ／TC4合(he)金(jin)的(de)Ｃｕ^2＋释放浓度（第28天(tian)的(de)释放(fang)浓(nong)度约(yue)为(wei)（18.73±0.87）μｇ／Ｌ）低(di)于(yu)离(li)子(zi)的(de)最(zui)小抑(yi) 制(zhi)浓(nong)度(du)ＭＩＣ（28ｐｐｍ）及最(zui)小(xiao)杀(sha)菌(jun)浓(nong)度ＭＢＣ（56ｐｐｍ），这与该合(he)金对浮游(you)细菌缺(que)乏(fa)抗菌(jun)作(zuo) 用的结(jie)果一(yi)致

。相(xiang)反，TC4-5Ｃｕ／TC4合(he)金(jin)对(dui)附着菌(jun)具(ju)有(you)显著的(de)杀菌效(xiao)果（抗菌(jun)率约为(wei)74.93％±5.32％ ）、抑制生物(wu)膜能(neng)力(li)（抗(kang)生物膜率约(yue)为(wei)63.58％±1.54％）和下(xia)调相(xiang)关(guan)基(ji)因表(biao)达的(de)作用(yong)。

2、不同处理(li)方式对(dui)增材制造钛合(he)金(jin)组(zu)织(zhi)及性能(neng)影响

2.1　添(tian)加(jia)合金(jin)元(yuan)素

刘(liu)晏(yan)硕(shuo)等［29］通过(guo)增材(cai)制造技(ji)术(shu)制(zhi)备(bei)了TC4与(yu)TC4＋Nb沉积态(tai)样(yang)件，研究了Nb对(dui)TC4 沉积态(tai)显(xian)微(wei)组(zu)织、相组成及(ji)力(li)学(xue)性能的影响规(gui)律。结(jie)果表(biao)明(ming)，TC4与TC4＋Nb沉(chen)积态(tai)的(de)组(zu)织(zhi)均由(you)大 量(liang)α-Ti及(ji)少量β-Ti构(gou)成(cheng)。随着(zhe)Nb含(han)量从(cong)0增(zeng)加(jia)到8％，TC4沉(chen)积(ji)态的(de)原始β-Ti和初生(sheng) 针(zhen)状(zhuang)α-Ti平(ping)均(jun)晶粒尺寸(cun)逐渐(jian)减(jian)小，初(chu)生针(zhen)状α-Ti尺(chi)寸(cun)减小(xiao)了(le)67.4％；同时网(wang)篮(lan)组织得(de)到(dao)细化(hua)，β相含量明(ming)显(xian)增加(jia)。添(tian)加(jia)Nb能(neng)够显(xian)著提高(gao)Ｔ Ｃ4沉积(ji)态样件(jian)的(de)拉伸(shen)性(xing)能(neng)，TC4＋6％Nb沉积态(tai)样件拉(la)伸(shen)性(xing)能(neng)最(zui)优，满足锻件(jian)标准(zhun)要(yao)求(qiu)。

左新德等［30］研(yan)究(jiu)了(le)TA添加(jia)对(dui)ＮｉTi合(he)金(jin)的(de)微(wei)观组(zu)织、相变(bian)行(xing)为(wei)、力学(xue)性(xing)能以(yi)及(ji)抗腐(fu)蚀(shi)能(neng)力的 影响。

结果(guo)表(biao)明(ming)，与(yu)ＮｉTi合金(jin)相(xiang)比，ＮｉTiTA合(he)金(jin)的(de)晶(jing)粒(li)显(xian)著(zhu)细化(hua)，析出(chu)相(xiang)由(you)ＮｉTi合(he)金中(zhong)的(de)Ｎｉ 3Ti转(zhuan)变为Ｎｉ（Ti，TA）2。此(ci)外，其(qi)相(xiang)变(bian)温度显(xian)著提(ti)高(gao)，这导(dao)致(zhi)了室温(wen)下(xia)的(de)组织由(you)完(wan)全(quan)奥氏(shi)体(ti)相(xiang) （Ｂ2）转(zhuan)变(bian)为奥(ao)氏体(ti)（Ｂ2）和马氏(shi)体（Ｂ19’）的混合(he)相(xiang)。拉伸(shen)试(shi)验(yan)结果(guo)表明，ＮｉTiTA合(he)金(jin)试 样相较(jiao)于(yu)ＮｉTi合(he)金(jin)试样的(de)抗拉强(qiang)度提(ti)升(sheng)了(le)9.5％，但(dan)延(yan)伸(shen)率(lv)下降了(le)6.8％。极化曲(qu)线结(jie) 果表(biao)明Ｎｉ⁃TiTA合金具有更高(gao)的(de)自(zi)腐(fu)蚀(shi)电(dian)位和(he)更小(xiao)的腐(fu)蚀电流密度(du)，抗(kang)腐蚀(shi)能(neng)力(li)显著提升(sheng)。Ｙａｎｇ 等［31］研究(jiu)了0～5％的(de)Si对Ti-35Nb-5TA-7Zr合金(jin)强(qiang)度和耐(nai)磨(mo)性的(de)影响(xiang)。结果(guo)表明，微观(guan) 结(jie)构(gou)是(shi)由粗(cu)柱状(zhuang)晶(jing)粒组成(cheng)的(de)。随着(zhe)硅含(han)量(liang)的(de)增加，等轴晶粒逐(zhu)渐(jian)减小(xiao)，β晶粒的(de)形(xing)态发(fa)生了(le)很(hen)大(da)变(bian)化(hua)。 从(cong)图(tu)4中(zhong)可以(yi)看(kan)出，ＴＮＴＺ-5Si的微观(guan)结(jie)构由(you)细小的(de)等(deng)轴(zhou)β晶(jing)粒组成(cheng)和(he)细(xi)长(zhang)的(de)β晶粒(li)组成。Si的加 入(ru)能(neng)显著提(ti)高屈服(fu)强度(du)，这主要(yao)是由于晶粒细化强化(hua)所(suo)致。与此(ci)同(tong)时(shi)，在(zai)ＳＢＦ（Siｍｕｌａｔｅｄ ｂｏｄｙｆｌｕｉｄ）溶(rong)液中(zhong)，ＴＮＴＺ-5Si合(he)金的磨(mo)损率(lv)仅(jin)为Ti-6Al-4V合金(jin)的约(yue)30％。综上 ，钛(tai)合金在(zai)添(tian)加(jia)Ｎｄ、TA和Si合(he)金(jin)元素(su)后(hou)，的确起到(dao)了细化晶粒提高性能(neng)的作(zuo)用，在实际应(ying)用(yong)时应(ying)该(gai) 根据(ju)使(shi)用范围(wei)和(he)服(fu)役条件具(ju)体分(fen)析。

2.2　热(re)处(chu)理(li)

Ｗａｎｇ等(deng)［32］采用(yong)激光定向能沉积(ji)（ＬＤＥＤ）技术，制备了(le)一种(zhong)具(ju)有(you)新(xin)成(cheng)分(fen)的α＋β钛(tai)合(he) 金(jin)，并(bing)研(yan)究(jiu)了950℃／1ｈ／空(kong)冷(leng)＋530℃／6ｈ／空(kong)冷退(tui)火(huo)对(dui)组(zu)织的(de)影(ying)响。

图(tu)5中(zhong)（ａ）（ｂ）为(wei)沉(chen)积状(zhuang)态微观(guan)结构，（ｃ）（ｄ）（ｅ）为(wei)热(re)处理(li)状态(tai)的微(wei)观结(jie)构(gou)，（ｆ）为(wei) αｐ纤(xian)维根形态(tai)演(yan)变的横截(jie)面(mian)示(shi)意图(tu)。沉积(ji)后(hou)的新α＋β钛(tai)合(he)金呈现出近(jin)等轴的先(xian)β晶粒(li)和(he)超细(xi)网(wang) 篮(lan)微观结(jie)构(gou)，其(qi)中(zhong)α板条的(de)厚(hou)度为（0.4±0.1）μｍ。通(tong)过(guo)宏观扩(kuo)散(san)形成了(le)厚(hou)度为（1.4±0.2）μｍ 的(de)初级α（αｐ）纤(xian)维(wei)根(gen)形(xing)态，这种(zhong)特殊(shu)形(xing)态是(shi)延展性得(de)以(yi)改善(shan)的(de)主(zhu)要原(yuan)因(yin)。借助这种(zhong)特殊形(xing)貌和细 小(xiao)次生α（αｓ）的(de)成核(he)，极(ji)限抗拉强(qiang)度（ＵＴＳ）和延(yan)展(zhan)性可(ke)达到（1247±3）ＭＰａ和(he)（9.2±0.2 ）％。

张国(guo)栋等(deng)［33］分(fen)析了(le)不同热处理(li)状态的增(zeng)材制造(zao)TC11钛(tai)合金微观组(zu)织和(he)室／高(gao)温(wen)拉伸(shen)性能及其(qi)各(ge) 向异性。结(jie)果(guo)表明，沉(chen)积(ji)态微(wei)观组(zu)织(zhi)为沿＜001＞β方(fang)向(xiang)生长的柱状(zhuang)晶。晶(jing)界(jie)存(cun)在连(lian)续(xu)α相(xiang)，晶(jing)体内 部(bu)由集(ji)束(shu)和网篮(lan)α相组(zu)成(cheng)的片(pian)层组(zu)织(zhi)。经(jing)950℃／2ｈ／空(kong)冷＋530℃／6ｈ／空冷(leng)的热(re)处(chu) 理后(hou)晶(jing)界(jie)连续(xu)α相(xiang)破碎(sui)，晶内(nei)α相宽(kuan)度从(cong)1.1μｍ增(zeng)加(jia)至1.8μｍ，并(bing)形成(cheng)具(ju)有二次α相(xiang)的(de)双片(pian)层 组(zu)织(zhi)。沉积(ji)态室温(wen)及500℃高(gao)温(wen)拉伸性(xing)能(neng)均(jun)具(ju)有明显的(de)各(ge)向(xiang)异性(xing)。经(jing)过(guo)热处(chu)理后(hou)室(shi)／高(gao)温拉伸性(xing)能(neng) 均获(huo)得(de)改善并(bing)高(gao)于锻件(jian)要(yao)求(qiu)且(qie)各(ge)向(xiang)异(yi)性(xing)明(ming)显降低(di)。与沉积(ji)态相(xiang)比，热(re)处理态室温抗(kang)拉强(qiang)度和(he)断后(hou)伸(shen)长(zhang)率 各向异性分别从4.4％和(he)27.1％降(jiang)低(di)至(zhi)1.6％和(he)5.4％。柱(zhu)状(zhuang)晶(jing)及其晶界连续(xu)α相是(shi)引(yin)起(qi)塑(su)性(xing)各向异(yi)性 的原因(yin)。

刘(liu)祥宇等［34］研(yan)究(jiu)了(le)不(bu)同(tong)固(gu)溶(rong)温(wen)度(du)对高(gao)功率增(zeng)材制(zhi)造(zao)TA15的(de)物相(xiang)组(zu)成(cheng)、微(wei)观组织(zhi)以及(ji)力学(xue)性(xing)能(neng)各(ge) 向异(yi)性的(de)影(ying)响规(gui)律。结(jie)果表(biao)明，平行增(zeng)材(cai)方(fang)向上的(de)组(zu)织主要(yao)体现(xian)为(wei)外(wai)延生长(zhang)的(de)柱(zhu)状(zhuang)晶，垂(chui)直于增(zeng)材方(fang)向 的组织(zhi)则(ze)为(wei)等轴晶(jing)。并且随(sui)着固(gu)溶温(wen)度(du)的下降(jiang)，柱状晶与(yu)等轴(zhou)晶的(de)尺(chi)寸(cun)明(ming)显减小(xiao)。在(zai)850℃ ／2ｈ／风(feng)冷(leng)＋650℃／3ｈ／空(kong)冷(leng)的(de)热(re)处理(li)条件下，具(ju)有(you)更高的抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)（横向(xiang)1017.8 MPa，纵(zong)向(xiang)991.9MPa）与(yu)屈服(fu)强度(du)（横(heng)向(xiang)929.9MPa，纵(zong)向(xiang)893.1MPa）；在950℃／2ｈ／风 冷(leng)＋650℃／3ｈ／空(kong)冷(leng)的(de)热(re)处理条(tiao)件下(xia)，具有更(geng)优的(de)伸长率(lv)（横向(xiang)16.7％，纵(zong)向(xiang)17.2％）与断面 收(shou)缩(suo)率(lv)（横(heng)向(xiang)32.7％，纵向(xiang)43.7％）；随着固溶(rong)温度(du)的(de)提升(sheng)，TA15拉(la)伸性能的(de)各(ge)向异性降低。

张颖(ying)等(deng)［35］研(yan)究了双(shuang)重(zhong)退(tui)火(huo)工艺（890℃×1ｈ／ＦＣ＋750℃×2ｈ／ＡＣ，570℃×4 ｈ／ＡＣ）对(dui)激光增(zeng)材沉积(ji)和修复两种(zhong)状(zhuang)态(tai)的TC18钛合(he)金(jin)的组织(zhi)和力学(xue)性能的影响，并(bing)与(yu)原(yuan)始锻(duan)件(jian) TC18钛(tai)合金(jin)进(jin)行(xing)比(bi)较。结果(guo)表(biao)明(ming)，激(ji)光增(zeng)材修(xiu)复试样(yang)微(wei)观(guan)组织为典(dian)型(xing)的(de)类铸(zhu)态(tai)组(zu)织(zhi)，主(zhu)要由层(ceng)状(zhuang)β 晶(jing)粒(li)组成。激(ji)光增(zeng)材修复试样(yang)经双(shuang)重(zhong)退火(huo)后(hou)为(wei)魏氏(shi)组织，原(yuan)始β晶界(jie)仍(reng)清晰(xi)可见(jian)，晶(jing)内分(fen)布着(zhe)交(jiao)错(cuo)的 （α＋β）集(ji)束(shu)。经双重退火后，激(ji)光(guang)增材沉(chen)积试样强(qiang)度低(di)于(yu)锻(duan)件(jian)，塑性高(gao)于锻(duan)件(jian)，激光(guang)增(zeng)材(cai)修复(fu)试(shi)样的 性(xing)能(neng)介于两(liang)者之间，其(qi)冲(chong)击(ji)性能(neng)比(bi)锻件的冲(chong)击(ji)性(xing)能(neng)高(gao)约60％。激(ji)光增材沉积、激光增(zeng)材修复两种状态经(jing)退 火(huo)热处理后力学(xue)性(xing)能(neng)都能达到(dao)TC18锻件(jian)规定(ding)值。

陈素(su)明(ming)等(deng)［36］研(yan)究(jiu)了退火(huo)工(gong)艺(yi)参数对(dui)增材制(zhi)造TC18钛(tai)合金力(li)学(xue)性(xing)能(neng)和组织的(de)影响。结果表(biao)明， 增材(cai)制(zhi)造TC18钛合(he)金试(shi)块宏(hong)观形(xing)貌平(ping)整，表面没(mei)有裂(lie)纹(wen)等缺(que)陷，表(biao)面(mian)呈均匀的银(yin)白色。试(shi)样经(jing)600 ℃退火保(bao)温2ｈ后的各项(xiang)力学性能均(jun)满足ＧＪＢ2744Ａ-2007指标(biao)要(yao)求，其(qi)规定塑性延伸强度为1 036MPa，抗(kang)拉强度(du)为(wei)1084MPa，断后伸长率为(wei)9.8％，断(duan)面(mian)收缩率(lv)为30％。增(zeng)材(cai)制造(zao)TC18钛合金 的组织(zhi)为典(dian)型(xing)的柱状晶组(zu)织(zhi)，粗(cu)大(da)的(de)β相(xiang)柱状晶粒(li)内为细(xi)长的针状(zhuang)α相(xiang)及(ji)编(bian)织细密(mi)的(de)α＋β相(xiang)板(ban)条(tiao) 组织(zhi)，随(sui)着(zhe)退火温(wen)度的升(sheng)高，β相柱(zhu)状(zhuang)晶(jing)内的针(zhen)状(zhuang)α相(xiang)逐(zhu)渐(jian)粗(cu)化。

综上所(suo)述(shu)，利(li)用(yong)热处理(li)工(gong)艺对钛(tai)合(he)金进行处理(li)已(yi)经成(cheng)为一种(zhong)简(jian)单高(gao)效(xiao)的途径，通(tong)过改(gai)变(bian)相应(ying)的(de)工(gong)艺(yi)即(ji) 可(ke)获(huo)得性能(neng)优(you)异的(de)钛(tai)合金材料(liao)。

3、结束语(yu)

随(sui)着(zhe)个(ge)性(xing)化需求的(de)不断提(ti)高，增材(cai)制造(zao)技术(shu)也(ye)迎来(lai)了不(bu)错的(de)发(fa)展前景(jing)，但目前(qian)对(dui)增(zeng)材制(zhi)造(zao)技术的(de)研(yan)究 还不系统。本研究(jiu)总(zong)结了(le)近年来(lai)增材制造钛合(he)金(jin)研究取(qu)得的(de)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)，从(cong)力(li)学(xue)性(xing)能(neng)、疲劳性(xing)能(neng)、高(gao)温氧(yang)化(hua) 性能、摩擦(ca)磨(mo)损(sun)性(xing)能和生(sheng)物(wu)相容(rong)性(xing)角度对性能(neng)的研(yan)究(jiu)进(jin)行归类(lei)总结，介绍(shao)了添(tian)加合(he)金(jin)元素(su)和进行(xing)热(re)处(chu)理(li)对(dui) 钛(tai)合金组(zu)织(zhi)及(ji)性(xing)能的影响。可(ke)以(yi)看(kan)出，通过(guo)不同(tong)的(de)处(chu)理手段(duan)均(jun)取得(de)了(le)一定的(de)研(yan)究(jiu)进(jin)展(zhan)，得到(dao)了组(zu)织细(xi)化、 性(xing)能强(qiang)化的(de)研(yan)究机(ji)理(li)，下(xia)一(yi)步应(ying)继续加(jia)强(qiang)这方(fang)面的(de)研究，不断(duan)推进工程实(shi)际的(de)应用。

参(can)考(kao)文(wen)献(xian)

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