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选择性激光熔化Ti6Al4V合金叶片的尺寸偏差管理

DOI：10.3389/fmats.2020.00042 期刊：Frontiers in Materials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 本文通过实验与理论方法系统研究了钛合金Ti6Al4V叶片在选区激光熔化(SLM)过程中产生几何变形的机理。采用SLM工艺制备Ti6Al4V叶片，对其微观组织、尺寸偏差及残余应力进行了研究。微观组织观察表明：针状α'(cid:48)马氏体在原始β晶粒内形成，且晶粒尺寸越小尺寸偏差越大。几何偏差分析显示：叶片前缘与后缘的尺寸偏差方向与中部相反，后缘尺寸偏差呈抛物线分布。边缘区域热应力远大于叶片本体，导致边缘向吸力面发生严重变形，该结论通过XRD方法得到进一步验证。X射线衍射测量的残余应力分布与模拟结果一致。
作者： Mingpei Li，Jiuxiao Li，Dongye Yang，Bo He
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究SLM制备的复杂叶片构件的尺寸偏差分布规律，探究热应力对变形的作用机制。

研究成果

研究得出结论：叶片尾缘的尺寸偏差远大于其他部位，且呈显著抛物线趋势。根据热弹塑性理论计算，由于周围材料的强约束作用，榫头及叶身与榫头连接处的叶片热应力非常大。通过X射线衍射仪测量的压力面残余应力分布与计算所得热应力分布具有良好的一致性。

研究不足

该研究聚焦于Ti6Al4V合金，可能无法直接适用于其他材料。实验研究对象通常为形状简单的矩形或薄壁零件，其研究成果不能有效反映复杂SLM构件的尺寸偏差分布。

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