Ti-6Al-4V合金具有良好的强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性，得到了广泛的应用[1, 2]
但是，用传统锻造、轧制以及挤压等加工工艺难以生产大型复杂的构件[3]
激光立体成形是一种近净成形的材料加工方法，此法以数字模型为基础，将材料不断添加、逐层堆积而成为三维实体零件[4]
但是与其它金属相比，激光立体成形的Ti-6Al-4V合金零部件其加工硬化率低且塑性较差[5, 6]
对Ti-6Al-4V合金进行机械加工和后续热处理，能优化其显微组织
但是，激光立体成形属于近净成形工艺，难以用后续机械加工控制晶粒尺寸或形态而只能进行后续热处理调整其晶粒尺寸或形态
Zhao等[7]将激光立体成形的Ti-6Al-4V样品在980℃退火1 h和在920℃固溶1 h后再在550℃时效4 h，其显微组织由β、等轴α和板条状α相组成，延伸率达到25%
Sabban等[8]将选区激光熔化的Ti-6Al-4V样品在975℃~875℃循环热处理24 h后试样的显微组织也由β、等轴α和板条状α相组成，其延伸率约为18%
已有研究表明，由β、等轴α和板条状α相构成的显微组织能显著提高延伸率，但是对加工硬化能力没有明显的影响[7]
De Formanoir等[9, 10]通过热处理调控电子束选区熔化Ti-6Al-4V组织，使其转变为α'+α，与锻造和热等静压的Ti-6Al-4V样品相比，这种热处理方式能同时提高这种合金的抗拉强度、延伸率和加工硬化能力
强度和塑性的提高，可归因于α'+α组织具有较高的加工硬化能力
许多学者的研究结果表明，α''马氏体具有比α'马氏体更高的加工硬化能力[11~13]，而α''马氏体相转变与β相的稳定能力密切相关
但是，α''+α显微组织对激光立体成形Ti合金力学性能的影响尚不清楚
本文作者所在课题组长期研究了多组元复杂准晶、非晶以及固溶体合金的成分规律和结构特征，基于合金的近程有序结构提出了“团簇加连接原子”结构模型[14]
该模型认为，任何一个合金相的近程序都可简化成第一近邻团簇加上若干位于次近邻的连接原子，连接原子填充相互孤立的团簇之间的间隙
此模型可表示为统一的团簇式形式[团簇](连接原子)x，其中x为连接原子的个数
这种团簇式形式的结构单元，称为化学结构单元[15]
引入Friedel振荡机制可解决团簇密堆的中程序堆垛结构以及相应的
声明：
“基于α''组织设计适于激光立体成形的新型高塑性Ti-4.13Al-9.36V合金” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：刘田雨,朱智浩,张爽,董闯,闵小华,王清
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2025年05月23日 ~ 25日 
