【摘 要】
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TC11（Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）合金因具备高比强度、良好的高温力学性能以及密度小,广泛应用于航空航天发动机叶片等关键结构件。目前,对于该合金多采用锻造的方法实现该类复杂零件的一次性近净成形,然而3D打印作为一种新型成型制造技术,在复杂结构件一次性近净成形、复杂结构零件增材制造修复等方面具有显著的优势。因此,开展TC11合金3D打印专用粉末制备及其打印件力学性能研究具
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TC11（Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）合金因具备高比强度、良好的高温力学性能以及密度小,广泛应用于航空航天发动机叶片等关键结构件。目前,对于该合金多采用锻造的方法实现该类复杂零件的一次性近净成形,然而3D打印作为一种新型成型制造技术,在复杂结构件一次性近净成形、复杂结构零件增材制造修复等方面具有显著的优势。因此,开展TC11合金3D打印专用粉末制备及其打印件力学性能研究具有较好的理论价值及实际应用意义。本文选用TC11合金为研究对象,确定了电极感应熔炼气雾化法（EIGA）制备合金粉末的最佳工艺参数,采用激光选区熔化（SLM）法实现了该合金不同方向的3D打印,对打印件进行热等静压热处理工艺试验,并研究了该合金上述不同状态下的室温拉伸行为及高温低周疲劳行为,主要研究结果如下:（1）使用EIGA法制备TC11合金粉末最佳工艺参数:雾化压力6MPa,熔炼功率30k W。该工艺制备的粉末粒径小,球形度和表面质量好,空心粉含量低,没有元素的烧损,氧增量低,符合SLM对粉末性能的要求。粉末表面为胞状组织,截面为针状马氏体。（2）使用SLM法制备的沉积态样品组织为针状α′马氏体,密排六方结构,晶粒沿沉积方向向上生长,存在明显的沉积层,具有各向异性,拉伸断口中存在未熔合的缺陷。热等静压态样品组织为α+β网篮组织,两相取向混乱度增加,位向关系减弱,减弱了各向异性,沉积态的沉积层以及断口形貌中未熔合的缺陷消失,相比于沉积态,塑性明显提高。两种状态的纵向打印样品相比于横向打印样品均表现为强度低,塑性高。（3）在热等静压态样品的高温低周疲劳实验中,纵向打印试样在0.5%～1.0%的外加应变幅范围内循环应力响应行为表现为循环稳定;横向打印的试样在0.5%～0.8%的外加应变幅范围内表现为循环稳定,在1.0%应变幅下发生循环软化。在0.5%～1.0%外加应变幅下,横向打印试样的循环变形抗力高于纵向打印试样,疲劳寿命均低于纵向打印试样。不同打印方向试样的疲劳裂纹均在试样表面萌生,且以穿晶方式扩展。
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