钦兰云

随着现代工业技术的发展，高性能金属材料在航空航天、生物医疗等领域的应用需求日益增长。作为典型的α+β型双相钛合金，TC4因其优异的综合性能（如高强度、良好的耐腐蚀性和优良的低温韧性）而备受关注。然而，传统制造工艺往往难以满足复杂结构件对于材料微观组织和力学性能的高要求。近年来，激光沉积制造（LDM, Laser Deposition Manufacturing）作为一种先进的增材制造技术，为解决这一问题提供了新的思路。

本文通过研究退火处理对激光沉积制造TC4钛合金组织及力学性能的影响，探讨了不同退火条件对材料微观结构演变规律以及力学特性变化趋势的作用机制。实验采用粉末床熔融技术制备了TC4试样，并分别进行了固溶退火和时效退火处理。结果表明：

1. 组织演化特征

在固溶退火过程中，激光沉积制造TC4钛合金中的初生β相发生溶解，同时析出细小弥散的α'马氏体相，这显著改善了材料的塑性与韧性。此外，适当的温度范围能够有效减少柱状晶区的偏析现象，促进等轴晶结构的形成，从而提升整体均匀性。

2. 力学性能优化

时效退火进一步强化了材料的强度表现。经过优化后的退火参数下，TC4合金展现出更高的屈服强度和抗拉强度，同时保持了较好的延展性。这种性能提升主要归因于β相基体中形成的α相板条网络结构以及Ti3Al等第二相粒子的析出强化效应。

3. 显微硬度分析

微观硬度测试结果显示，在合理的退火条件下，TC4钛合金的维氏硬度值达到了理想的平衡点，既保证了足够的刚性又兼顾了必要的加工适应性。

综上所述，通过精心设计的退火工艺可以显著改善激光沉积制造TC4钛合金的组织结构与力学性能，为其在高性能零部件制造领域的广泛应用奠定了坚实基础。未来的研究方向应集中于探索更高效的退火方案以及开发新型复合涂层技术，以期进一步拓展该材料的应用前景。

关键词：激光沉积制造；TC4钛合金；退火处理；组织结构；力学性能