摘 要

在对激光成型的TC4钛合金采取不同的热处理工艺，观察它们的金相组织图以及进行硬度测试，研究不同热处理工艺对TC4钛合金的组织和性能的影响。固溶处理过后，TC4钛合金组织中的初生α相减少，形成了马氏体组织，β相也转变成了层片状，钛合金的硬度有所提高；时效处理过后，马氏体和亚稳态的β相分解，转变成了稳定的α相和β相，钛合金的总体性能得到改善。

关键词：TC4 热处理 金相组织 硬度

Abstract

The effects of different heat treatment processes on the microstructure and properties of TC4 titanium alloy were investigated by taking different heat treatment processes of laser formed TC4 titanium alloy,observing their metallographic images and hardness test. After the solution treatment,the primary a phase in the TC4 titanium alloy was reduced,and the martensite structure was formde. The β phase was also transformed into lamellar,and the hardness of the titanium alloy was improved. After aging treatment,Steady-state β-phase decomposition,transformed into a stable α phase and β phase,titanium alloy overall performance improved.

Key word:TC4 titanium heat treatment microstructure hardness

目录

摘 要 2

Abstract 3

第一章 绪论 5

1. 钛合金 5

2. 激光成型技术 5

3. 热处理技术 6

4. 本课题主要内容及目的 9

第二章 实验材料及方法 11

1. 试验方案 11

2. 实验设备 11

3. 实验具体操作流程 14

第三章 实验结果与讨论 16

1. 固溶时效处理后组织变化 16

2. 硬度测试分析 17

第四章 结论与展望 18

1. 结论 18

2. 展望 18

参考文献 19

致 谢 21

第一章 绪论

一、研究背景

1. 钛合金

钛合金的使用，在这个世界上是十分的广泛的，TC4（Ti-6Al-4V）的钛合金在各种的钛合金产品的产量中，达到了一半以上的比例。TC4钛合金的密度为4.44g/cm³，弹性模量在室温下是112GPa，泊松比达到0.34，硬度在大概293~361HB之间，相变点是在996℃左右。

表1 TC4钛合金化学成分

钛合金虽然表现出来的密度，是很不大的，但是，它却有着很高的强度，这就使得它成为了一种特别的优秀的新型结构型材料。钛合金，在物理和化学等各个方面，都有着很大的优势。所以说，钛合金不仅在军事科技的领域得到了广泛的运用，同时还在汽车工业、海洋工程、生活用品方面也有很大的应用。正是把这些优良的性能集于一身，使得，钛合金适用于众多领域，从而让钛合金获得了“全能”的美誉。

2. 激光成型技术

在激光概念被提出来的这一百年间，随着科学技术的发展，社会需求的越来越多样化，导致了产品之间也产生了激烈的竞争，使得产品迭代换新的周期也被大大的缩短了。而使用激光快速成型的技术可以更快的研制出新的产品，并且能够及时的检测产品的性能已作出修改。如果，使用传统的加工方法来进行制造，会使得成本增加、周期加长，然而这样是不能适应这个快速变化的市场的。

图2 激光厚板切割产品

激光成形技术，是现在这个时代的先进科学，也是我们俗称的3D打印技术，也被叫做增材制造，是一次革命性的技术发展，它被普遍运用于制造业中，在快速零件制造技术中已经取得了很成熟的应用。

这项技术，目前是十分的受欢迎，世界上的各个国家都在对3D打印技术进行研究，并且把它们应用在各个领域。最近这几年，大家听到的最热门的词汇就有3D打印。3D打印机使用起来很好玩，这种感觉，就像我们小时候，用泥巴、橡皮泥、积木构建自己脑海中的实物模型一样。是的，3D打印就是这样一种可以把想象变成现实的科技。3D打印为什么会这么的受欢迎，受关注呢？我个人觉得它的出现，颠覆了传统的制造方式。它的加工方式，和传统的制造方式恰恰相反。传统的制造方式，是一种减材制造，这么做，会产生很多边角料，浪费原材料。而3D打印技术，是一种增材制造。不仅省料，而且还可以制造一些比较复杂的模型。只要使用计算机，设计出需要制造的模型的数字模型，3D打印机，在理论上都能把它制造出来。如果3D打印，就只是像刚刚说的这样，那它也不会有多么重大的意义。3D打印的真正的意义就是，用数据来进行远程驱动制造。

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