热处理对激光选区熔化TA15组织性能的影响

王猛, 赵琳瑜, 刘喜旺, 陈志旋, 张立平, 吴军

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材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (3) : 125-134. DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000965
研究论文

热处理对激光选区熔化TA15组织性能的影响

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Effect of heat treatment on microstructure and properties of selective laser melting TA15 alloy

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摘要

为了提高选区激光熔化TA15合金试样的综合力学性能，本研究开展了选区激光熔化 （selected laser melting，SLM）TA15合金在800 ℃+空冷、950 ℃+空冷和1050 ℃+空冷退火条件下的组织和力学性能研究。利用电子背散射衍射表征了不同状态TA15合金组织结构特征。结果表明，800 ℃和950 ℃热处理未明显改变α相的取向和织构，呈现网篮组织结构特征；1050 ℃热处理后，沿［0001］方向出现最大强度为9.18的织构，呈现魏氏体组织特征。随着退火温度的升高，α′/α相的宽度逐渐增加，长宽比先上升后下降，α′/α相内几何必要位错密度逐渐降低。试样维氏硬度值先下降、后上升，未热处理态试样维氏硬度值最大，为（397.2±10）HV。随着退火温度的升高，TA15试样强度逐渐下降，伸长率先上升后下降。未热处理态拉伸试样呈现混合断裂特征；800 ℃和900 ℃热处理试样呈现塑性断裂特征；1050 ℃热处理试样为脆性断裂。

Abstract

To improve the comprehensive mechanical properties of selective laser melting （SLM） TA15 alloy， the microstructure and mechanical properties of SLM TA15 alloy are studied under annealing conditions of 800 ℃+air cooling， 950 ℃+air cooling， and 1050 ℃+air cooling. The microstructure characteristics of TA15 alloy under annealing conditions are characterized by electron backscatter diffraction. The results show that the orientation and texture of the α phase are not changed after the heat treatment at 800 ℃ or 950 ℃， showing the characteristics of a net basket structure. After the heat treatment at 1050 ℃， the texture with the maximum strength of 9.18 appears along the direction ［0001］， showing the characteristic of the weistenite structure. With the increase of annealing temperature： the width of both α' and α phase increases gradually； the aspect ratio of both α' and α phase increases first and then decreases； the geometrically necessary dislocation density of both α' and α phase decreases gradually； the Vickers hardness of the sample decreases first and then increases， with the highest Vickers hardness of （397.2±10）HV for the unheat treated sample； the strength of TA15 sample decreases gradually； and the elongation increases first and then decreases. After tensile tests， the unheat treated samples show mixed fracture characteristics， the samples treated at 800 ℃ and 900 ℃ show plastic fracture characteristics， and the sample treated at 1050 ℃ show brittle fracture characteristics.

关键词

选区激光熔化 / 热处理 / TA15 / 显微组织 / 力学性能

Key words

selective laser melting / heat treatment / TA15 / microstructure / mechanical property

中图分类号

TG146.2 / TB31

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王猛 , 赵琳瑜 , 刘喜旺 , 等. 热处理对激光选区熔化TA15组织性能的影响. 材料工程. 2025, 53(3): 125-134 https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000965
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