【摘 要】
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TC11钛合金属于α+β型两相钛合金,具有良好的热强度、塑性、热稳定性和抗蠕变性能等综合力学性能,激光粉末床熔融（Laser Powder Bed Fusion,LPBF）技术是重要的激光增材制造技术之一。本文分析了工艺参数对LPBF成形TC11钛合金的熔道形貌、试样成形质量和拉伸试样力学性能等的影响规律,实现LPBF成形TC11钛合金的高密度和高性能,主要研究内容如下:（1）进行了TC11钛合金
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TC11钛合金属于α+β型两相钛合金,具有良好的热强度、塑性、热稳定性和抗蠕变性能等综合力学性能,激光粉末床熔融（Laser Powder Bed Fusion,LPBF）技术是重要的激光增材制造技术之一。本文分析了工艺参数对LPBF成形TC11钛合金的熔道形貌、试样成形质量和拉伸试样力学性能等的影响规律,实现LPBF成形TC11钛合金的高密度和高性能,主要研究内容如下:（1）进行了TC11钛合金单道扫描试验,得到了变工艺参数下的熔道形貌;进行了熔道搭接的单因素试验,得到了工艺参数对单层表面质量和搭接效果的影响。得出以下结论:在粉末层厚为30μm时,激光功率180W-210W,扫描速度1050mm/s-1250mm/s,搭接率35%的工艺下,LPBF成形TC11钛合金熔道成形连续稳定,熔池高度、宽度和深度适中,单层搭接良好,表面粗糙度低,表面质量好。（2）进行了TC11钛合金试样成形试验,得到了激光功率、扫描速度和搭接率对试样致密度、缺陷类型和表面质量的影响规律。得出以下结论:激光功率为195W,扫描速度为1250mm/s,搭接率为35%时TC11钛合金实体具有最高的致密度,为98.95%,其对应实际密度为4.502g/cm~3;扫描速度1050 mm/s-1250 mm/s时可获得最小的表面粗糙度和最佳的表面质量。（3）进行了试样拉伸试验,得到了激光功率、扫描速度和搭接率对试样拉伸强度、延伸率和拉伸断口的影响规律。得出以下结论:LPBF成形TC11钛合金试样XOY截面呈现特殊的棋盘状,由α′针状马氏体和少量β相组成;LPBF成形TC11钛合金硬度和拉伸性能优于锻件,激光功率为195W,扫描速度为1050mm/s,搭接率为35%时TC11钛合金具有较好的力学性能。
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