钛及钛合金激光选区熔化技术研究与展望

"钛及钛合金激光选区熔化技术的研究进展" 本文主要探讨了钛及钛合金通过激光选区熔化（SLM）技术的研究进展。激光选区熔化是一种增材制造技术，利用高能激光束精确地熔化金属粉末，逐层堆积形成复杂的金属零部件，具有高精度和优良的微观组织结构。 SLM技术起源于20世纪90年代，近年来随着3D打印技术的发展，其在航空航天、医疗设备等领域得到了广泛应用。该技术的核心在于通过对金属粉末层进行选择性激光熔化，控制微观结构和力学性能，实现高性能金属零件的制造。 针对钛及钛合金，SLM技术的研究主要集中在以下几个方面： 1. 材料体系：钛合金因其优异的耐腐蚀性、高强度和低密度，是航空、航天工业的重要材料。SLM技术对钛合金粉末的粒度、形状和纯度有严格要求，以确保良好的成形性和机械性能。 2. 成形工艺：SLM过程中的参数如激光功率、扫描速度、层厚和扫描路径等对成形质量有显著影响。通过优化这些参数，可以改善钛合金零件的表面粗糙度、减少裂纹和孔隙率，提高其整体结构完整性。 3. 显微组织：SLM制备的钛合金具有独特的微观组织，如柱状晶、等轴晶等，这些组织直接影响材料的力学性能。通过控制熔化和冷却过程，可以调控微观结构，从而达到增强或塑性化的目的。 4. 力学性能：SLM成形的钛合金在抗拉强度、屈服强度和韧性等方面表现出色，但也会受到工艺参数、热处理和微观结构的影响。研究人员致力于通过调整工艺条件和后处理方法来优化这些性能。 然而，SLM技术在加工钛及钛合金时也存在一些挑战，如热应力引起的变形和裂纹、粉末的氧化以及成形效率低等问题。为解决这些问题，未来的研究方向可能包括开发新型钛合金粉末、改进SLM工艺控制策略、探索新的热处理和后处理技术，以及对SLM成形过程的模拟和预测。 钛及钛合金的SLM技术在理论研究和技术应用上都取得了显著的进步，但仍有待进一步完善和发展，以满足更高级别的工业需求。随着技术的不断成熟，SLM在钛合金精密制造领域将发挥更大的作用。