【摘 要】
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增材制造技术在制备复杂结构钛合金构件方面具有显著优势,其中主要包括激光沉积制造（Laser Deposition Manufacturing,LDM）技术和电弧增材制造（Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM）技术。LDM和WAAM是两种典型的金属增材制造技术,分别用来制造小型复杂零件和大型零件的净成形。充分结合电弧增材制造高效低成本、激光沉积制造高质量的优势,将
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增材制造技术在制备复杂结构钛合金构件方面具有显著优势,其中主要包括激光沉积制造（Laser Deposition Manufacturing,LDM）技术和电弧增材制造（Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM）技术。LDM和WAAM是两种典型的金属增材制造技术,分别用来制造小型复杂零件和大型零件的净成形。充分结合电弧增材制造高效低成本、激光沉积制造高质量的优势,将WAAM与LDM两种技术相结合,可同时满足成型件尺寸大而部分结构复杂、成型精度高、效率高等要求。在本文中,首先采用冷金属过渡（CMT）电弧增材制造技术制备了Ti-6Al-4V钛合金试样,分析其显微组织特征,另外对其拉伸性能、冲击性能和疲劳性能进行评价,着重讨论了电弧增材制造钛合金成形件的疲劳断裂机理。然后以电弧增材制造Ti-6Al-4V钛合金试样为基底进行激光沉积制造,以制备出具有双重组织的复合增材Ti-6AL-4V钛合金试样,并对复合增材试样的组织性能展开研究,对复合增材试样的组织演变规律及其对性能的作用机理进行阐述。研究表明,CMT电弧增材试样拉伸强度较高,达到锻件水平,但塑性较低,略低于锻件,且存在一定的各向异性,拉伸断口呈现解理断裂与韧性断裂;具有良好的冲击性能,但冲击性能的各向异性并不显著;高周疲劳极限为460MPa,疲劳源均形核于条状未熔合缺陷及气孔缺陷处,且缺陷直径越大,距离表面越近,应力集中现象越明显,疲劳寿命越低。复合增材试样分为三个不同区域分别为,WAAM区、HAZ区和LDM区,各个区域之间组织均存在差异。并采用四种复合方式对其力学性能进行分析,复合增材试样的强度与电弧增材制造试样相当,且延伸率明显高于电弧增材制造试样,但具有明显的各向异性。
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