工艺参数对SLM制备Ti5553合金致密度与压缩性能的影响

doi:10.11901/1005.3093.2024.398

材料研究学报 DOI: 10.11901/1005.3093.2024.398

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工艺参数对SLM制备Ti5553合金致密度与压缩性能的影响

王铭宇¹,李述军²,和正华¹,³,唐明德¹,张思倩¹,张浩宇¹,周舸¹,陈立佳⁴

1. 沈阳工业大学
2. 中科院金属研究所
3. 东北大学
4. 沈阳工业大学材料科学与工程学院

The Effect of Process Parameters on the Density and Compressive Properties of Ti5553 Alloy Prepared by SLM

引用本文:

王铭宇李述军和正华唐明德张思倩张浩宇周舸陈立佳. 工艺参数对SLM制备Ti5553合金致密度与压缩性能的影响[J]. 材料研究学报, 10.11901/1005.3093.2024.398.

全文: PDF(15187 KB)

摘要: 本研究采用选区激光熔化（SLM）技术制备了Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr （Ti5553）合金构件，研究了激光功率和扫描速度对样品致密度、微观缺陷和力学性能的影响。结果显示，随激光能量密度增加，Ti5553合金样品缺陷减少，致密度提高，在激光功率为110~120W、扫描速度为300~500mm/s时，样品的致密度高于99.99%。样品中的缺陷主要包括形状不规则的未熔合缺陷和规则匙孔，能量密度较低（~ 111 J/mm3）时主要形成未熔合缺陷，且随能量密度增大而变小；能量密度过大(~167 J/mm3 )，则形成现体积分数小、形状规则、球形度较好的匙孔。压缩测试结果表明，致密度在99%以上的样品具有较高的屈服强度，其值最高可达864MPa。本文结果为激光选区熔化制备Ti5553合金及其应用研究提供了理论指导。

关键词 ： Ti5553, SLM, 致密度, 压缩性能

Abstract：This study utilized Selective Laser Melting (SLM) technology to fabricate Ti-5Al-5Mo-5V- 3Cr (Ti5553) alloy components, examining the effects of laser power and scanning speed on sample relative density, microstructural defects, and mechanical properties. The results indicate that as laser energy density increases, defects in the Ti5553 alloy samples decrease and relative density improves. At a laser power of 110-120W and scanning speed of 300-500mm/s, the sample relative density exceeded 99.99%. The main defects in the samples include irregularly shaped lack-of-fusion defects and regular keyholes. At lower energy densities (~111 J/mm3), lack-of-fusion defects primarily form and decrease with increasing energy density. Excessive energy density (~166.7 J/mm3) results in the formation of keyholes with a small volume fraction, regular shape, and good sphericity. Compression test results show that samples with a relative density above 99% exhibit high yield strength, reaching up to 864 MPa. These findings provide theoretical guidance for the production and application research of Ti5553 alloys using Selective Laser Melting.

Key words： Ti5553, SLM, density, compression performance

收稿日期: 2024-09-27

ZTFLH:

TG146.23

基金资助:国家自然科学基金项目;国家自然科学基金项目;航空科学基金

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