TC11钛合金具有轻质、高强等优点,有取代高强钢作为航天主承力构件实现轻量化应用的巨大潜力。采用激光熔化沉积技术制备TC11钛合金,对沉积态TC11钛合金进行双重退火热处理,研究了退火温度对TC11钛合金组织和力学性能的影响。结果表明:TC11钛合金组织沿沉积方向呈柱状晶、等轴晶交替生长的现象,沉积态组织主要包括由沿着晶界集束生长的针状α相组成的魏氏组织以及由晶内α+β相组成的网篮组织;经双重退火后,晶内α相粗化、长径比减小,连续晶界α相出现断续、球化、消失现象;当退火温度为1025 ℃时,晶内组织突变为细网篮组织,晶界重新形成连续α相;经双重退火处理后,TC11钛合金的强度和塑性均显著提升,达到锻件标准;随着退火温度升高,TC11钛合金的强度表现为先降低后升高的趋势,塑性表现为先升高后降低的趋势;随着退火温度升高,TC11钛合金的屈强比先增大后降低,并在退火温度为1010 ℃时达到最大;随着退火温度升高,两相区强度的各向异性小于3%,具有趋近各向同性的特性,塑性的各向异性先升高后降低,并在退火温度为995 ℃时达到最低。

为了研究激光沉积TA15钛合金不同取样方向对冲击性能的影响, 采用激光沉积制造技术制备了TA15钛合金试样, 并对试样的显微组织、显微硬度、冲击性能等进行研究。实验结果表明, 激光沉积试样宏观组织为垂直并贯穿多个沉积层的粗大β柱状晶, β柱状晶内为典型的网篮状近α钛合金组织, 经850 ℃/1.5 h/AC退火后组织为细长针状形貌, α团束明显减少, 长宽比变大, 双重退火后为稳定近棒状网篮组织; 双重退火, 沉积方向试样的冲击韧性明显高于垂直沉积方向(冲击值提高约25％), 激光沉积成形两种取样方向试样的冲击值均低于锻造基材。两种方向上的冲击断裂方式不同, 沿沉积方向上断裂为半韧性半解理断裂, 沿垂直沉积方向上断裂为脆性解理断裂, 基材为韧性断裂。