PDF《第44 卷第 1 期》

108 PDF 档案使用 pdfFactory Pro 试用版本建立 www.pdffactory.com 第1期的报道比较少袁Kobryn P.A.袁Wu Xinhua 和Dutta Majumdar 等[7-9] 先后在激光直接沉积件中发现了气 孔和未熔合缺陷曰张凤英等[10] 对这两种缺陷的形成 机理及影响因素进行了研究遥 激光直接沉积成形过 程中袁熔池冷却速度较快袁气体来不及溢出袁留在熔 池内部袁最终形成气孔遥 激光直接沉积过程中袁工艺 参数不匹配导致未熔合缺陷的产生[4] 遥 其中袁搭接率 显著影响沉积层的质量袁搭接率过小时袁沉积层表面 较为平整袁 但是在沉积下一沉积层时容易在道间凹 陷区产生未熔合缺陷袁如图 1(c)所示曰搭接率过大 时袁沉积层表面倾斜一定角度袁沉积下一层时倾斜程 度将增大袁最终导致沉积过程无法继续进行曰搭接率 适中时袁沉积层表面平整袁且不易产生层间缺陷袁理 想的搭接率为单道熔覆宽度的 30%~40%[10] 袁其取值 随单层熔覆厚度波动遥 热等静压是消除或修复缺陷的一种有效措施袁 广泛的用于修复铸造缺陷和提高粉末冶金件的致密 化程度遥 热等静压过程中袁具有高温高压的气体从各 个方向均匀的作用在沉积成形件上袁一定时间后袁金 属发生蠕变袁缺陷开始受到破坏袁直到缺陷内表面接 触在一起袁然后由于沉积作用粘连在一起袁最终缺陷 消失遥 激光直接沉积成形件的气孔直径比较小袁一般 在0.05耀0.2 mm 范围内袁 内部的微量气体在高温下 可通过原子点阵溢出表面袁金属发生蠕变后袁气孔缺 陷内表面可以接触在一起袁最终气孔缺陷消失袁然而 未熔合缺陷面积比较大袁内部气体较多袁而且其周围 致密的金属限制气体的快速溢出袁 导致缺陷内表面 接触受阻袁扩散连接不能实现[11] 袁因而较大尺寸的未 熔合缺陷难以愈合遥 2.2 组织2.2.1 沉积态组织特征 图2为激光直接沉积 Ti60 合金沉积态组织遥 图(a)~(c)分别为三个方向截面的组织袁可以看出袁试样 沿沉积方向出现了层带组织特征袁 这种层带组织是 在沉积后一沉积层时引起前一沉积层顶部熔池热影 响区内的 琢 板条受热粗化形成的遥 试样的底部和中部 由茁柱状晶组成袁这些柱状晶贯穿多个沉积层沿沉积 方向外延生长袁并且略向扫描方向倾斜遥 从图2(d)可 以看出袁试样的顶部为等轴晶遥 试样顶部组织与底部 和中部组织不同是因为在沉积过程中经历的热循环 不同袁导致其熔池凝固条件不同袁发生了 CET 转变遥 从微观角度看(图2(e)尧2(f))袁激光直接沉积 Ti60 高 温钛合金为典型的魏氏组织 [12-13] 袁 原始 茁 晶界清晰 完整袁有连续的晶界 琢 镶边袁有少量 琢 集束沿原始 茁 晶界向晶内生长(图2(e))袁原始 茁 晶粒内部由大量的 取向不同且相互交织在一起的魏氏 琢 板条和板条间 图1激光直接沉积 Ti60 合金存在的缺陷 Fig.1 Defects of direct laser deposited Ti60 alloys 图2沉积态试样组织 Fig.2 Microstructure of as-deposited specimens (a) (c) (b) (d) (e) (f)

250 滋m

500 滋m

500 滋m

500 滋m

5 滋m

50 滋m (a) (c) (b) (d)

500 滋m

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500 滋m 蒋 帅等院热等静压对激光直接沉积 Ti60 合金组织与拉伸性能的影响

109 PDF 档案使用 pdfFactory Pro 试用版本建立 www.pdffactory.com 红外与激光工程 第44 卷茁组成(图2(f))遥 由凝固偏析理论可知袁由于原始 茁 晶界处的溶质浓度较高袁琢 相在冷却过程中首先会 在原始 茁 晶界处形核析出袁形成晶界 琢袁进而有部分 琢 团束沿着原始 茁 晶界向晶内生长袁 形成魏氏 琢板条遥 2.2.2 热等静压―双重退火对组织的影响 图3为激光直接沉积 Ti60 合金热等静压要双 重退火后组织遥 对比图