前言
大型TC4钛合金构件制造手艺已被公以为是飞机、航空发念头等重大装备制造的焦点要害手艺之一，，，，，，铸造成形是该类钛合金零件加工的主要要领之一[1，，，，，，2]，，，，，，可是现在面临集成度、细腻度越来越高的大型重大钛合金构件，，，，，，整体锻压成形的古板制造手艺已经不可知足目今的制造要求。。。 。。。。。 尤其是在航空航天领域，，，，，，如新型飞机主承力大型结构件，，，，，，其局部保存 薄壁高筋、异形凸耳等重大细腻结构，，，，，，其成形对装备吨位要求极高，，，，，，且制造效率低下，，，，，，本钱极高。。。 。。。。。近年来，，，，，，塑性成形与其他手艺交织及团结的要领一直涌现，，，，，，其中将增材制造与铸造手艺相团结的要领，，，，，， 充分验展增材制造高性能、细腻化、柔性化的特点和古板手艺制造不规则构件的本钱、效率优势，，，，，，切合航空航天等国之重器领域中要害结构件对高效率、低本钱、高性能制造手艺的迫切需求[3-7]。。。 。。。。。 若将增材制造手艺与古板制造成形相团结，，，，，， 在古板锻压获得的简朴结构的大型零部件上激光增材制造成形局部尺寸相对较小的重大结构，，，，，，这将是制造这一类零构件高效的、低本钱的复合制造手段。。。 。。。。。 但现在海内外学者在该领域的相关研究刚起步，，，，，，尚未见到复合制造TC4钛合金构件工程应用的报道[1，，，，，，6，，，，，，8，，，，，，9]。。。 。。。。。
1、TC4钛合金激光增材复合制造研究希望复合成形工艺研究
基于激光沉积制造手艺（LDM）和激光选区熔化手艺（SLM），，，，，，张力书[10]、王维[6]研究了 TC4钛合金LDM要SLM 复合成形工艺，，，，，，讨论了复合成形历程中组织演变纪律及复合件组织对性能的影响。。。 。。。。。 研究发明，，，，，， 在合适的激光混淆制造工艺参数条件下，，，，，， 获得TC4钛合金复合件无显着缺陷，，，，，，切合成形件标准。。。 。。。。。
曹铭[11]研究了 TC4钛合金锻件上 LMD 成形重大结构的复合制造工艺，，，，，，通过调解工艺参数、差别预处置惩罚工艺及热处置惩罚制度，，，，，， 获得该复合制造工艺最佳工艺参数为为激光功率激光功率 5000W、 扫描速率1200mm/min、送粉速率 750g/h、搭接率 50%；； ；；； ；TC4钛合金锻件外貌最佳团结外貌质量为粗糙度 Ra=25；； ；；； ；热处置惩罚制度为 940℃，，，，，，30min+560℃，，，，，，4h，，，，，，空冷，，，，，，可获得最佳力学性能。。。 。。。。。
王亚辉等[1]研究了 LSF（激光立体成形手艺）和铸造 TC4钛合金复合成形工艺，，，，，，接纳单向拉伸等实验对复合成形件性能举行测试，，，，，，接纳金相显微镜、电子显微镜等表征手段对其微观组织以及拉伸断口举行显微视察，，，，，，发明激光功率为 1000W 条件成形的复合件，，，，，， 其室温抗拉强度为 1091MPa，，，，，， 屈服强度995MPa，，，，，，能抵达铸造基体水平拉伸性能最好，，，，，，且复 合制造 TC4 团结区的热影响区（0.2mm）由组织显着差别的过渡区 1 和过渡区 2 组成，，，，，， 与其履历的热影响详细历程有关。。。 。。。。。
王瑞等[12]以飞机 TC4钛合金毗连箱体这种带局部重大结构的要害金属构件为典范应用工具，，，，，， 研究在退火态TC4锻件古板制造基体上激光立体成形（LSF）局部重大/细腻结构的复合制造工艺，，，，，，研究发明，，，，，，当激光功率为1500W，，，，，，扫描速率为 15mm/s，，，，，，基体预热温度为 400℃时，，，，，，可以制造出及格零件（图 1），，，，，，同时，，，，，，大大地缩短了制造时间，，，，，，降低了质料用量，，，，，，提升了制造效率。。。 。。。。。
2、TC4钛合金复合件成形组织演变纪律及力学性能研究
朱言言等[13]以TC4钛合金锻件作为基体，，，，，，接纳差别单层层厚的两种典范增材工艺参数激光选区熔化（SLM）制备出复合制造TC4钛合金试样，，，，，，通过金相和扫描组织表征、室温拉伸测试及断口形貌视察，，，，，，剖析两种工艺的复合制造TC4 试样显微组织和拉伸性能特征，，，，，， 展现了梯度组织团结区的组织形成机理和变形行为，，，，，， 获得铸造+激光选区熔化复合制造 TC4钛合金的成形工艺参数和组织性能调控要领。。。 。。。。。
张力书[10]基于激光沉积制造（LDM）手艺与选区激光熔融（SLM）手艺，，，，，，研究了 LDM-SLM 复合成形TC4钛合金组织与性能，，，，，， 讨论了 LDM-SLM 复合成形 TC4钛合金沉积历程中的组织演变纪律，，，，，，并研究了组织对性能的影响。。。 。。。。。 效果发明，，，，，，LDM-SLM 复合成形 Ti-6Al-4V 合金试样沉积态显微组织是由底部的SLM 区细长针状 α'马氏体经热影响区过渡到顶部的 LDM 区细长α板条。。。 。。。。。 沉积态 SLM 成形 Ti-6Al-4V 钛合金试样所有由细长针状 α'马氏体组成，，，，，，沉积态 LDM 成形 Ti-6Al-4V 钛合金试样主要由细长琢 板条及少量 β相与针状 α'马氏体组织；； ；；； ；复合成形试样力学性能泛起显着的各向异性： 横向取样的抗拉强度极限与屈服强度高于纵向取样，，，，，，而塑性相反。。。 。。。。。
Zhao Zhuang 等[14]接纳 LSF 工艺修复铸造 TC4钛合金基材，，，，，， 视察剖析了修复件的显微组织和力学性能，，，，，，效果发明，，，，，，修复态 TC4钛合金的宏观组织可以分为三个区域：LDZ（激光沉积区域）、HAZ（热影响区）和 SZ（基体区域）。。。 。。。。。 LDZ 区域的微观组织总体上泛起一连转变： 底部是由网篮组织和魏氏体组织组成的复合形貌，，，，，，而顶部完全呈针状魏氏体形貌。。。 。。。。。
Ma J 等 [15] 研究了 Ti-6Al-4V 合金锻件和 LSF激光增材复合成形件热影响区域（HAZ）的的微观组织和力学性能。。。 。。。。。 效果批注，，，，，，由于差别的热影响，，，，，，HAZ区域的微观组织从下到上泛起梯度转变 （图 2）。。。 。。。。。
HAZ 底部区域呈等轴 α相和层状 α相双重组织。。。 。。。。。HAZ 中部区域析出大批次生 α相；； ；；； ； 而在 HAZ 上部区域，，，，，，为魏氏组织，，，，，，含有更细的层状 α相。。。 。。。。。 拉伸性能的丈量批注，，，，，， 团结区域较基体和增材区具有更高的抗拉强度和屈服强度，，，，，，但伸长率较低。。。 。。。。。所有拉伸试样的断裂位置都位于基体和远离热影响区的位置，，，，，，这进一步批注 HAZ 次生 α相的形成对高强度有极大的孝顺。。。 。。。。。
3、TC4钛合金复合件成形件热处置惩罚研究
Zhang 等[16]研究了热处置惩罚对 LSF 成形的TC4钛合金微观结构和机械性能的影响：固溶 4~8h，，，，，，固溶温度在β 转变线下 20~50℃，，，，，，时效 4~8h，，，，，，时效温度在 550~600℃能获得最好的力学性能增材结构件。。。 。。。。。
WangW 等[17]基于激光沉积制造（LDM），，，，，，对具有特殊设计的 V 形槽的 Ti-6Al-4V 钛合金锻件举行毗连，，，，，，然后对讨论举行热处置惩罚，，，，，，并对热处置惩罚后的沉积区和基板组织及力学性能举行研究。。。 。。。。。发明，，，，，，热处置惩罚对团结区 α相和 β相的比值、巨细和漫衍有显着的影响。。。 。。。。。 沉积态原样和固溶+时效处置惩罚态讨论件抗拉强度更高，，，，，，而时效态和退火态试样强度较低（图 3），，，，，，并低于基体的强度，，，，，， 但热处置惩罚工艺对讨论的塑性险些没有影响。。。 。。。。。 合适的热处置惩罚工艺可以同时知足基体和接合区力学性能的要求。。。 。。。。。
张力书[10]针对 LDM-SLM 复合成形试样举行退火等热处置惩罚，，，，，，对其组织演变举行剖析，，，，，，试样经退火处置惩罚后，，，，，， 复合成形试样的 SLM 区与 LDM 区均主要由α相、β相及少量 α'马氏体组成。。。 。。。。。随着退火温度的升高，，，，，，复合成形试样强度略有降低但塑性显着提高，，，，，，断裂方法由韧性断裂转变为半解理半韧性断裂。。。 。。。。。 当退火温度为 850℃时，，，，，，泛起双颈缩征象，，，，，，综合性能显着改善；； ；；； ；随着循环热处置惩罚次数的增添，，，，，，细长针状 α'马氏体逐渐转变为 α相与次生 β相，，，，，，且 α相一直爆发粗化，，，，，，且 LDM 区、SLM 区及热影响区的 α相长宽比逐渐减小，，，，，，显微硬度逐渐减小，，，，，，塑性获得显着改善。。。 。。。。。
竣事语
近年来，，，，，，随着激光增材制造手艺的生长，，，，，，海内外学者对TC4钛合金的激光增材手艺举行了更深入的研究，，，，，，可是针对 TC4钛合金激恢复合制造的深入研究还较少，，，，，， 现在仅停留在复合件差别区域的微观组织和拉伸性能的比照研究，，，，，， 在复合件的内部缺陷控制手艺、缺陷无损检测、高温力学性能（蠕变、疲劳等）及整体顺应性热处置惩罚等方面还需作进一步研究。。。 。。。。。
[参考文献]
[1]王亚辉，，，，，，黄亮，，，，，，刘翔等.基于增材制造和铸造复合成形的TC4钛合金组织和性能研究[J].有数金属，，，，，，2021（8）：8.
[2]何晓娣.基于 TA15 钛合金锻材的激恢复合制造工艺性能研究[D].沈阳航空航天大学，，，，，，2019.
[3]BambachM，，，，，，SizovaI，，，，，，SydowB，，，，，，etal.HybridManufacturing of ComponentsfromTi-6Al-4VbyMetalFormingand Wire-ArcAdditiveManufacturing[EB/OL].https：//www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924013620301035.2020-08.
[4]LIUQ，，，，，，WANGY，，，，，，ZHENG H，，，，，，et al.Microstructureand mechanicalpropertiesofLMD-SLMhybridforming Ti6Al4Valloy[J].MaterialsScience&EngineeringA，，，，，，2016 （660）：24-33.
[5]ZHUY，，，，，，LIJ，，，，，，TIANX，，，，，，et al.Microstructureandmechanical propertiesofhybridfabricatedTi-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si titanium alloybylaseradditive manufacturing[J].Materials ScienceandEngineering：A，，，，，，2014（1）：427-434.
[6]王维，，，，，，张力书，，，，，，李长富，，，，，，钦兰云，，，，，，杨光，，，，，，刘艳梅.LDM-SLM 复合成形 Ti6Al4V 钛合金的显微组织及力学性能[J].红外与激光工程，，，，，，2019（S2）：13-21.
[7]张海鸥，，，，，，向鹏洋，，，，，，芮道满等.金属零件增量复合制造手艺[J].航空制造手艺，，，，，，2015（10）：34-36.
[8]WangYudai，，，，，，TangHaibo，，，，，，Fang Yanli，，，，，，WangHuaming.Mi- crostructureandmechanicalpropertiesofhybridfabricated 1Cr12Ni2WMoVNbsteelbylasermeltingdeposition[J].ChineseJournalofAeronautics，，，，，，2013（02）：481-486.
[9]钦兰云，，，，，，何晓娣，，，，，，赵朔，，，，，，杨光，，，，，，张雄伟.循环热处置惩罚对激恢复合制造 TA15 合金组织及性能影响[J].有数金属，，，，，，2020（02）：139-146.
[10]张力书.激光混淆增材制造 TC4 工艺研究[D].沈阳航空航天大学，，，，，，2019.
[11]曹铭.TC4钛合金锻件上 LMD 成形重大结构的界面组织及性能调控[D].北华航天工业学：，，，，，，2020.
[12]王瑞，，，，，，冯军，，，，，，李辉，，，，，，杨健，，，，，，马健凯.飞机用 TC4钛合金毗连箱体复合制造手艺研究[J].铸造手艺，，，，，，2021（08）：656-661.
[13]朱言言，，，，，，李冲，，，，，，刘玉婷，，，，，，田象军.复合制造 TC4钛合金组织与拉伸性能[J].航空制造手艺，，，，，，2021（17）：14-20.
[14]ZhaoZhuang，，，，，，Chen，，，，，，et al.MicrostructureandMechanical PropertiesofLaserRepairedTC4TitaniumAlloy[J].RareMetalMaterials&Engineering，，，，，，2017（7）：1792-1797.
[15]MaJ，，，，，，ZhangY，，，，，，Li J，，，，，，etal.MicrostructureandMechanical PropertiesofForging-AdditiveHybridManufacturedTi-6Al-4VAlloys[EB/OL].https//www.sciencedirect.com/sci-ence/article/abs/pii/S0921509321002537.2021-04-15.
[16]Heat-treatedmicrostructureandmechanicalpropertiesoflasersolidformingTi-6Al-4Valloy[J].RareMetals，，，，，，2009（06）：537-544.
[17]WangW，，，，，，WangD，，，，，，Li C，，，，，，etal.Effectofpostheattreatmenton microstructureandmechanicalpropertiesofTi-6Al-4V jointingpartsproceededbylaseradditivemanufacturing[EB/OL]. https：//www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509320306237.2020-07-24.
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