激光近形制造钛合金试件力学性能的初步研究

摘要

目的比较激光近形制造技术和铸造技术制作的钛合金试件的材料性能,探索激光快速成形此新工艺在口腔修复领域中的应用。方法以-200～325目气雾化法制备的球形钛合金粉末为原料,应用激光近形制造技术制作钛合金试件,测试其在拉伸试验中的抗拉强度、屈服强度,三点弯曲试验中的弯曲弹性模量、抗弯强度,以及维氏显微硬度,并与铸造技术制作的钛合金试件进行对比;观察两种不同加工方法制作的钛合金试件的组织结构,以及拉伸断口的微观形貌特征。结果激光近形制造技术制作钛合金试件,成形速度快,成形件无缺陷,其抗拉强度、屈服强度、弯曲弹性模量、抗弯强度、维氏显微硬度分别为(1056.92±61.69)N/mm2、(62.65±61.91)N/mm2、(133722.62±3618.18)MPa、(2313.42±129.16)MPa、376.24±14.88。激光近形制造试件的抗拉强度、屈服强度显著高于铸造钛合金试件。金相显微镜显示激光近形制造钛合金试件的组织为针状细枝晶的微晶结构,拉伸断口呈现均匀细致的韧窝形貌,发生韧性断裂。结论激光近形制造技术可以满足口腔修复的加工要求,但需要进一步研究其成形性能及提高精度。