激光选区熔化成形Ti⁃12Mo⁃6Zr⁃2Fe（TMZF）合金微观组织及力学性能的研究

褚清坤,闫星辰,岳术俊,王振国,刘 敏

1.广东工业大学，材料与能源学院，广东广州510006；2.广东省科学院新材料研究所，广东省现代表面工程技术重点实验室，现代材料表面工程技术国家工程实验室，广东广州510650；3.北京市春立正达医疗器械股份有限公司，北京101101

激光选区熔化技术（Selective laser melting，SLM）是一种以三维数字模型文件为数据源［1-4］，采用高能激光束对粉末进行逐层选择性区域熔化并凝固成形的金属增材制造技术．在粉末熔化过程中，冷却速度可达1×103~1×105K/s［5］．由于SLM技术具有高精度、高自由度及易于加工形状复杂零件的卓越加工能力，其已广泛应用于各种制造领域、生物医学、航空航天和汽车工业等领域中［6-9］．

基于SLM技术的优越性及β型钛合金的良好性能，利用SLM技术成形β型钛合金的研究引起广泛的关注．Wang等人［10］选用纯元素混合粉末，通过SLM技术制备了Ti-35Nb合金并系统地研究了SLM Ti-35Nb合金及其热处理后的相组成、机械性能和微观结构．研究发现，原始SLM Ti-35Nb合金的屈服强度为648±13 MPa、延伸率为3.9±1.1%，热处理后SLM Ti-35Nb合金的屈服强度为602±14 MPa、延伸率为5.6±1.9%，表明热处理提高了SLM Ti-35Nb合金的机械稳定性．Luo等［11］人通过SLM技术制备了一种高强度高塑性的β型钛合金（Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74）97Si3（TNZTS）．研究表明，TNZTS合金的屈服强度比常规锻造的TNZT（Ti-35Nb-7Zr-5Ta）合金高约55%，其屈服强度978 MPa、抗拉强度1010 MPa、延伸率10.4%，这主要是由于析出的硅化物和高冷却速率诱发的位错强化．Ummethala等人［12］利用SLM技术通过优化打印参数，制备了Ti-35Nb-7Zr-5Ta（TNZT）合金．研究发现，制备的SLM TNZT显示出较高的抗拉强度（约630 MPa）、优异的延展性（约15%）和较低的弹性模……