TC4激光成形显微结构对超声参数的敏感性研究

本文主要探讨了TC4钛合金在激光立体成形工艺中的独特性质及其对超声参量的影响。TC4是一种广泛应用的高强度、低密度和耐腐蚀的钛合金，其在现代航空、航天等领域有着广泛的用途。激光立体成形作为一种先进的金属制造技术，通过高能激光逐层堆积金属粉末，能够实现复杂零件的快速制造。 研究者选取TC4钛合金激光立体成形件和锻件作为实验对象，通过实施不同的热处理工艺，如退火、回火或淬火等，来改变其内部微观结构。这些热处理过程对金属的晶粒大小、分布以及相变产生了显著影响，从而影响材料的机械性能和物理性质，其中包括超声波传播的关键参数——纵波声速和衰减系数。 声速是描述声波在材料中传播速度的重要参数，它受材料的弹性模量和密度影响，而显微组织的细化、均匀性和缺陷程度都会间接影响声速。相比之下，衰减系数则反映了材料吸收声能的能力，它与晶粒尺寸、位错密度、空洞和杂质等微观缺陷的存在有关。研究表明，随着显微组织的不同变化，超声波纵波声速和衰减系数也随之呈现出显著差异。 本研究的关键发现是，衰减系数对TC4钛合金激光立体成形显微组织的敏感性高于声速。这意味着通过监测衰减系数，可以更准确地评估和控制激光立体成形过程中材料微观结构的变化，这对于优化工艺参数和保证产品质量具有重要意义。此外，这项研究的结果对于设计和实施无损检测技术、材料性能预测以及激光成形工艺的进一步改进都有着重要的理论指导价值。 该研究深入解析了激光立体成形技术对TC4钛合金微观结构的调控效应，揭示了超声参量与显微组织之间的紧密关系，为提升钛合金零件的性能和质量提供了新的科学依据。在未来的研究中，这将进一步推动激光制造技术在钛合金和其他高性能材料领域的应用。