钛合金具有低密度、比强度大、耐高温顺耐侵蚀等特点，，，，，因此在航空航天领域获得了普遍的应用。。。。。。。在航空航天领域，，，，，TC4钛合金应用量占整个钛合金应用量的50%以上[1]。。。。。。。然而，，，，，切削、铸造、铸造等古板加工要领不但工艺繁杂，，，，，难以成形重大结构，，，，，且质料的重复使用率低，，，，，加工本钱高。。。。。。。与古板加工要领相比，，，，，增材制造（additive manufacturing，，，，，AM）在钛合金加工方面具有研制周期短、无需模具与大型装备、可一体化成形重大结构等优点。。。。。。。

现在关于 LPBF 成形的TC4合金的研究主要集中在组织、缺陷以及静态的拉伸性能上。。。。。。。但随着增材制造TC4的应用面一直拓展，，，，，疲劳性能和断裂韧性等动态力学性能最先获得人们的关注。。。。。。。尤其是在航空航天领域，，，，，随着航行器性能的提高与结构的重大化，，，，，早年间以静强度和刚度为标准的结构设计已无法知足强度要求，，，，，现在的TC4结构件设计注重于使用中的疲劳寿命与断裂韧性这类动态力学指标。。。。。。？？？？Ｋ剂康絋C4常用作航空航天领域中的重大结构件，，，，，关于打印的精度有较高的要求。。。。。。。在常见的金属增材制造手艺中，，，，，激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，，，，，LPBF）手艺由于有优良的成形精度、构件外貌质量以及较为简朴的打印情形，，，，，成为了增材制造TC4的不二之选。。。。。。。本文从 LPBF 成形TC4的特征出发，，，，，总结了其对拉伸性能的影响，，，，，并以此为基础重点综述了海内外在疲劳和断裂韧性方面的研究希望，，，，，提出了未来可能的研究偏向。。。。。。。

1 、激光粉末床熔融TC4合金组织与缺陷

1.1 沉积态组织特征

LPBF 历程中的高冷却速率以及分层制造历程的重熔导致沉积态TC4试样在横截面（XOY 面）和纵截面（XOZ 面）上具有差别的组织特征。。。。。。。XOY面的组织主要为初生 β 相和其内部的针状与板条状马氏体 α′。。。。。。。LPBF 历程中爆发的熔池冷却速率极快，，，，，可达 104 K/s，，，，，远远凌驾了爆发马氏体相变所需的410 K/s，，，，，以是 β 相中析出了马氏体 α′相。。。。。。。XOY 面的组织形貌受工艺参数和扫描战略的影响较大。。。。。。。孙靖等[2]的研究效果批注，，，，，坚持激光功率稳固时 β 相及内部的马氏体 α′相会随着扫描速率的下降而逐渐粗化。。。。。。。谷雪忠[3]比照了差别熔覆层间扫描角度为90°和 67°的情形。。。。。。。扫描角度为 90°时 β 晶粒间以相互笔直的棋盘网格漫衍，，，，，而扫描角度为 67°时网格则近似六边形，，，，，这种差别是差别熔覆层之间熔道交织形状的差别导致的。。。。。。。

同时，，，，，LPBF 成形历程中差别高度的热输入和热循环状态也保存较大的差别，，，，，导致差别熔覆层之间 XOY 面的组织形貌也不尽相同。。。。。。。Xu 等[4]研究发明靠近基板的部位由于积累的热量更多，，，，，马氏体 α′相会剖析产为 α+β 相，，，，，组织为板条状 α+β 且较为粗大，，，，，而靠近顶端的部分热量累积少，，，，，组织为 β 相和针状马氏体 α′。。。。。。。关于热循环次数，，，，，马尧[5]的研究效果批注，，，，，试样底部由于履历的热循环次数最多可天生四次马氏体 α′相，，，，，差别批次的马氏体划分与上一级的马氏体笔直析出而一次马氏体相与 β 相笔直析出。。。。。。。越靠近顶部履历的热循环次数越少，，，，，马氏体的种类与体积也随之镌汰。。。。。。。

XOZ 面的组织为穿过多个粉层的 β 相柱状晶，，，，，其内部散布有针状马氏体 α′。。。。。。。这是激光打印历程中对上一层的粉层的重熔导致的，，，，，先前保存的柱状晶会沿熔池界线外延生长，，，，，最终形成沿沉积偏向的粗大柱状晶。。。。。。。柱状晶内部的针状马氏体 α′常与柱状晶呈特定角度生长且针状马氏体之间相互平行或笔直，，，，，这种位相关系由马氏体的成核难度和最大热通量的偏向配合决议。。。。。。。XOZ 面的组织形貌主要受工艺参数影响，，，，，谷雪忠[3]研究了 52 J/mm³ 和 23.8 J/mm³两种能量密度下 LPBF 成形TC4XOZ 面的组织形貌，，，，，发明当能量密度足够使上一层粉层抵达 β 相变温度时，，，，，β 柱状晶可以跨粉层一连生长，，，，，反之则难以形成粗大且一连的柱状晶。。。。。。。

1.2 缺陷

LPBF 历程中；；；；；；；；岱浩鹎蛐蔚钠住⒉还嬖虻奈慈酆锨蛞约傲盐疲，，，，这三种常见的缺陷形貌如图1（c）~（e）所示。。。。。。。Hojjatzadeh 等[6]验证了 LPBF历程中气孔形成的六种机制，，，，，包括原始粉末中就保存的气孔无法逃逸、易挥发元素形成的蒸汽无法逃逸、金属蒸汽的对熔池的反冲压力使熔池振荡形成了气孔、金属液滴飞溅着落到熔池时爆发了气孔、已保存裂纹的基体重熔时由裂纹释放出气孔、匙孔底部的气体由于激光能量过大无法逃逸。。。。。。。别的 Zhou等[7]发明古板 LPBF 历程中作为；；；；；；；；て盏亩栊云逡不峤牖逍纬善祝，，，，将打印的情形由惰性气体变为真空可降低 LPBF 成形TC4的孔隙率。。。。。。。

未熔合区域常保存较多未熔化的颗粒，，，，，同时容易形成尖锐的边沿，，，，，其成因主要为激光的能量密度缺乏，，，，，无法形成一连的熔体。。。。。。。裂纹指成型件内部的小裂纹，，，，，张升等[8]以为是高温度梯度爆发的剩余应力导致了裂纹的爆发，，，，，这也是现在较为普遍的看法。。。。。。。在此基础上 Zhu 等[9]以为夹杂、熔合不良、气孔等部位容易造成应力集中从而形成裂纹源。。。。。。。蔡伟军等[10]发明 P 与 Si 等元素会爆发晶间的液态薄膜成为热裂纹的诱因。。。。。。。

研究发明，，，，，通过调解工艺参数，，，，，上述三种缺陷均可获得一定的改善。。。。。。。赵春玲等[11]发明随着激光能量密度增添，，，，，缺陷逐渐由不规则形转向球形，，，，，缺陷的尺寸先减小后增添，，，，，这证实 LPBF 成形TC4的能量密度保存一个最佳工艺窗口。。。。。。。Zhou 等[7]的研究效果批注在真空（1 Pa）条件下的工艺窗口为 800-1333J/mm³。。。。。。。关于古板的 LPBF 成形 TC4，，，，，段伟[12]发明能量密度在 19.49-58.48 J/mm³ 规模内时，，，，，试样的致密度可达 99%以上，，，，，且在 29.24 J/ mm³ 周围致密度大于 99.9%。。。。。。。除调解打印参数外，，，，，热等静压（hot isostatic pressing，，，，，HIP）也是改善 LPBF 成形件缺陷状态的常用手段。。。。。。。HIP 通过高温高压可以使工件中大部分的孔隙和裂纹闭合，，，，，吕周晋等[13]对致密度99.4%LPBF 成形TC4试样举行 HIP 处置惩罚后，，，，，致密度凌驾 99.8%，，，，，质料密度抵达 4.415 g/cm³ 以上，，，，，已经靠近TC4的理论密度。。。。。。。HIP 虽然能消除绝大部分缺陷，，，，，但其造成的组织粗化会削弱TC4的抗疲劳性能[14]。。。。。。。

1.3 剩余应力

LPBF 成形的加热和冷却历程都极快，，，，，成形历程中差别部位之间会形成较大的温度梯度，，，，，当差别部位的膨胀和缩短纷歧致时便会爆发剩余应力。。。。。。。剩余应力会使零件容易开裂甚至断裂[15]，，，，，因此需要想法减小以致消除 LPBF 历程爆发的剩余应力。。。。。。。

减小温度梯度最简朴的解决要领是对基板举行预热。。。。。。。Roberts[16]通过有限元模拟发明，，，，，将预热温度从 40℃提高到 300℃可以使TC4上外貌的剩余拉应力从 737.8 MPa 降低至 355.9 MPa，，，，，镌汰了 50%以上。。。。。。。而 Ali 等[17]将预热温提高到 770℃时发明 TC4零件上外貌的剩余应力基本消逝。。。。。。。热处置惩罚也是镌汰剩余应力的常见手段，，，，，其可以将亚稳组织转变为平衡组织，，，，，消除晶粒间的位错群集，，，，，从而减小了剩余应力。。。。。。。Leuders 等[18]通过 800 ℃两小时的退火处置惩罚将 LPBF 成形TC4外貌沿沉积偏向和扫描偏向的剩余应力划分由 230 MPa 和 120 MPa 降低到了 10MPa 和 5 MPa。。。。。。。张霜银等[19]通已往应力退火将 LPBF成形TC4Y 偏向和 Z 偏向的平均剩余应力划分由-114.88 MPa 和-82.34 MPa 降低至-49.01 MPa 和 0.52MPa，，，，，降幅达 59.8%与 72.3%。。。。。。。别的 LPBF 的工艺参数 也 会 对 残 余 应 力 造 成 影 响 。。。。。。。 Levkulich[20] 与Vrancken[21]发明随着激光功率的增添，，，，，LPBF 成形的TC4试样的剩余应力会降低，，，，，其以为是冷却速率随着激光功率增添而降低导致的。。。。。。。但激光能量过高则会增添与相邻层的温度梯度，，，，，反而会爆发较大的剩余应力[22]。。。。。。。别的梁晓康等[23]发明TC4试样在沉积偏向上有较大的剩余拉应力，，，，，Anderson 等[24]的实验效果也批注在 x 偏向和 z 偏向上应力值近似抛物线漫衍，，，，，若改变每层的扫描路径则可使层与层之间的应力状态相等。。。。。。。孙新发[25]对旋转角为 0°，，，，，67°和 90°的扫描战略举行了数值仿真，，，，，其中旋转角为67°时应力的各向异性最低。。。。。。。

2 、激光粉末床熔融TC4合金拉伸性能

与古板工艺制备的TC4合金相比，，，，，LPBF 成形的TC4合金具有高强度低塑性的特点。。。。。。。LPBF 历程中远超古板工艺的冷却速率形成了大宗的针状马氏体 α′，，，，，与古板TC4合金中的 α+β 相相比有着更高的硬度与强度但塑性很低[26]。。。。。。。

沉积态的TC4合金拉伸性能主要受打印参数的影响。。。。。。。吴慧敏等[27]和雷蕾[28]都对激光功率和扫描速率对拉伸性能的影响举行了研究，，，，，效果批注LPBF 成形TC4合金的拉伸性能由内部缺陷决议，，，，，致密度最高、缺陷最少的试样岂论是抗拉强度照旧断后延伸率都要高于其他试样。。。。。。。LPBF 成形TC4合金 XOY 面与 XOZ 面的组织形貌保存显着差别，，，，，导致其拉伸性能也体现出显着的各向异性。。。。。。。焦泽辉等[29]丈量了水平和笔直偏向的拉伸性能，，，，，其中水平拉伸试样的抗拉强度和屈服强度都要高于笔直拉伸试样而断后延伸率差别不大。。。。。。。这是由于水平偏向 β 晶界的数目要多于笔直偏向，，，，，对位错滑移的阻碍更大[30]，，，，，且水平拉力的偏向笔直于 β 柱状晶而笔直拉伸力的偏向与柱状晶平行；；；；；；；；另一方面笔直偏向为试样的沉积偏向，，，，，层间的团结强度会小于层内的团结强度，，，，，也导致了笔直拉伸性能不如水平拉伸性能。。。。。。。各向异性可以通事后续的热处置惩罚消除，，，，，窦振等[31]通过固溶时效处置惩罚使拉伸性能的各向异性水平≤1.2%。。。。。。。沉积态TC4塑性的提升主要依赖后续的热处置惩罚。。。。。。。现在主流的研究偏向为退火处置惩罚和固溶时效处置惩罚。。。。。。。退火处置惩罚时，，，，，随着退火温度的升高，，，，，马氏体 α′会逐渐剖析为 α 相和 β 相，，，，，当温度越靠近 β 转变温度时，，，，，β 相含量越多[32]。。。。。。。由于 Al 和 O 等强化元素会在 α 相中富集[33]，，，，，β 相的强度会低于 α 相；；；；；；；；同时β 相为 BCC 结构而 α 相为 HCP 结构，，，，，β 相的滑移系多于 α 相，，，，，变形协调能力更强。。。。。。。因此退火温度越高试样的强度越低塑性越强。。。。。。。但崔丽等[32]发明随温度上升，，，，，断后延伸率先增添后下降，，，，，其缘故原由可能为高温时 α 相粗化严重且容易形成集束，，，，，降低了塑性变形的抗力。。。。。。。通常来说退火温度在 800 ℃左右时有较好的强度塑性比。。。。。。。固溶时效处置惩罚通；；；；；；；；嵩诠倘苁潞缶傩兴淅椿竦没竦寐硎咸 α′，，，，，在时效历程中马氏体 α′会剖析成 β 相和弥散 α 相。。。。。。。由于组织概略上保存了原本的 α+β 相的形貌，，，，，具有较好的延伸率。。。。。。。同时细小的弥散 α 相不但能阻碍位错的运动，，，，，还能镌汰位错滑移的启动，，，，，从而提高了强度[34]。。。。。。。高星等[35]指出固溶时间不宜过长，，，，，不然会使 α 片层太过粗化从而降低塑性。。。。。。。孙兵兵等[34]通过 940 ℃和 900 ℃两次固溶水冷处置惩罚来控制 α 片层的尺寸，，，，，再经由600℃的时效处置惩罚后试样的抗拉强度为 1158 MPa，，，，，伸长率为 11.3%，，，，，均大于 940 ℃炉冷试样的 1061.5MPa 和 10.8%。。。。。。。通过固溶和时效历程划分调理片层α 相和弥散 α 相的巨细可以使TC4合金获得优异的强度塑性比。。。。。。。但其以为粗的 α 片层有利于协调变形和位错增殖从而提高试样的塑性，，，，，这与前文崔丽和高星等人的看法有所收支，，，，，因此详细的强度塑性调理机制尚有待进一步研究。。。。。。。

通过系统剖析现阶段激光粉末床熔融成形 TC4合金的研究，，，，，可以显着看出，，，，，TC4 的拉伸性能与延伸率总体上泛起反比趋势，，，，，如下图 1（a）所示。。。。。。。图1（b）为差别工艺下TC4抗拉强度和伸长率的上下限，，，，，从图中可以看出沉积态的TC4强度高塑性低，，，，，所有的沉积态强度都抵达了 1000 MPa 以上，，，，，但其延伸率的上下限均为最低；；；；；；；；单独的固溶处置惩罚效果与退火处置惩罚类似，，，，，但与退火相比会造成更显着的强度下降；；；；；；；；在固溶的基础上增添时效处置惩罚则可以增强其强度，，，，，在图 1（a）中体现为伸长率相近时，，，，，固溶+时效处置惩罚的试样强度大多都高于单独的固溶处置惩罚试样；；；；；；；；从图 1（b）中可以看出，，，，，循环热处置惩罚由于加热时间充分，，，，，大多都拥有较高的延伸率，，，，，其强度规模与退火及固溶+时效处置惩罚相近，，，，，但重复的升温顺降温历程不但增添了热处置惩罚所需的时间，，，，，并且会使流程十分繁琐，，，，，因此应用并不普遍。。。。。。。从工艺的重漂后和强塑性的团结度来思量，，，，，退火和固溶+时效两种热处置惩罚方法为现在 LPBFTC4合金的首选。。。。。。。

3、 激光粉末床熔融TC4合金疲劳性能

疲劳性能最常用的表征为疲劳极限 σf（即试样在 1×10⁷ 次循环周次后仍不会爆发断裂的最大应力），，，，，关于差别增材制造方法下制件的疲劳强度如表1 所示。。。。。。。疲劳性能作为动态力学性能，，，，，与静态的拉伸性能保存一定区别。。。。。。。首先，，，，，缺陷的形貌关于疲劳性能的影响要更显著。。。。。。。武亮亮等[47]发明 800 ℃退火后笔直试样和水平试样的疲劳极限保存较大的各向异性，，，，，其划分为 543MPa 和 439MPa。。。。。。。通过接纳Murakami 的等效面积法[48]对缺陷举行处置惩罚后，，，，，其发明水平偏向的缺陷尺寸要大于笔直偏向，，，，，爆发了疲劳性能的各向异性。。。。。。。对水平和笔直试样举行 HIP处置惩罚后由于缺陷的镌汰，，，，，各向异性的征象获得了改善，，，，，笔直试样和水平试样的疲劳极限划分为 498MPa 和 447 MPa。。。。。。。

别的，，，，，试样的疲劳性能还受外貌状态的影响。。。。。。。董录取等[49]较量了沉积批注和机加工外貌状态下TC4 的疲劳断口，，，，，效果批注粗糙的沉积外貌由于保存微缺陷会爆发较高的应力集中，，，，，疲劳源萌生于试样外貌；；；；；；；；机加工试样外貌不但更平滑，，，，，其引入了剩余压应力会使裂纹从内部萌生，，，，，进一步疲劳性能。。。。。。。易 敏 等 [50] 则 采 用 激 光 冲 击 强 化 （ laser shock peening，，，，，LSP）来举行外貌改性。。。。。。。LSP 在大幅降低外貌孔隙的同时还能形成纳米晶、形变孪晶、等轴晶等组织来改善外貌组织性能，，，，，并且和机加工一样能引入剩余压应力，，，，，配合提高疲劳性能。。。。。。。

沉积态的TC4具有硬而脆的特点，，，，，其疲劳强度也小于古板TC4合金，，，，，仍需要通过热处置惩罚来改善性能。。。。。。。Yu 等[51]丈量了沉积态、高温退火和 HIP 三种条件下 LPBF 成形TC4的疲劳强度，，，，，其中沉积态的疲劳极限低于 300 MPa，，，，，而 HIP 处置惩罚的试样疲劳极限抵达了 450~500 MPa，，，，，与铸造退火后的TC4相当。。。。。。。其原理为 HIP 粗化了板条 α 的同时降低了试样的孔隙率，，，，，增添了裂纹的扩展路径并且镌汰了裂纹源。。。。。。。刘剑汶 [45]进一步提高了热处置惩罚的温度，，，，，其发明950 ℃试样断面的疲劳辉纹之间的宽度为（0.53±0.21） μm 小于 850 ℃试样的（1.07±0.21） μm。。。。。。。850 ℃试样中保存的一连的晶界 α 相在循环加载历程中造成了应力集中，，，，，而在 950 ℃时晶界 α 相变得破碎的同时板条 α 相也会爆发粗化，，，，，两者配合阻碍了裂纹的扩展，，，，，从而改善了疲劳性能。。。。。。。Qu 等[14]使用相变与晶界生长差别步的特点发明了纯净增材制造 工 艺 （ net-additive manufacturing process ，，，，，NAMP），，，，，使激光打印TC4试样在消除绝大部分孔隙的同时保存了近似沉积态的组织，，，，，其极为细小的α 相不但不会成为裂纹源并且还可以有用抑制滑移带与晶粒作用造成的疲劳损害，，，，，与沉积态相比疲劳强度提升了 106%，，，，，抵达了 978 MPa，，，，，且抗拉强度与沉积态相近，，，，，约为 1230 MPa。。。。。。。现在主流的TC4增材 制 造 工 艺 为 LPBF 与 EBM （ Electron Beam Melting，，，，，电子束熔化），，，，，其疲劳性能如图 2（a），，，，，（b）所示，，，，，可以看出 LPBF 成形的TC4抗拉强度总体上要大于 EBM，，，，，其成因可能为 EBM 的冷却速率低于LPBF，，，，，高温下的 β 会向（α+β）组织转变而非成马氏体 α′，，，，，因而抗拉强度更低[52]。。。。。。。在差别后处置惩罚工艺下二者的疲劳强度相近但均未凌驾 800 MPa，，，，，可能是由于未经 HIP 处置惩罚的 LPBF 和 EBM 试样的疲劳性能主要受增材制造历程中形成的孔隙决议，，，，，而经由 HIP 处置惩罚后二者的组织均为（α+β）组织[53,54]，，，，，因而总体上疲劳强度差别不大。。。。。。。

现在古板的热处置惩罚方法关于 LPBFTC4的疲劳强度提升较为有限，，，，，在此基础上还会降低其原本的抗拉强度；；；；；；；；而举行了 NAMP 处置惩罚后的TC4不但保存了与沉积态相近的抗拉强度，，，，，并且还具有极高的疲劳强度，，，，，是一种适用性较强的新型热处置惩罚手段。。。。。。。除此之外，，，，，诸如 LSP 等外貌加工手段关于疲劳强度的提升也较为显着，，，，，为热处置惩罚之外的优异后处置惩罚方法。。。。。。。

4 、激光粉末床熔融TC4合金断裂韧性

由于马氏体 α′的脆性与不稳固性以及对裂纹扩展的对抗性弱，，，，，LPBF 成形TC4合金的断裂韧性也低于古板的铸造和铸造TC4合金[77]，，，，，常见的增材制造TC4合金断裂韧性如表 2 所示。。。。。。。与拉伸性能类似，，，，，沉积态TC4合金的断裂韧性也体现出了各向异性。。。。。。。

Cain 等[78]对沉积态TC4合金差别偏向上的断裂韧性举行了研究，，，，，如图 3 所示，，，，，断裂韧性的巨细为 XY＞XZ＞ZX（KIC 划分为（28±2） MPa·m^1/2，，，，，（23±1） MPa·m^1/2 和（16±1） MPa·m^1/2），，，，，这是 β 柱状晶和剩余应力配相助用的效果。。。。。。。若只思量组织形貌 XZ 试样中裂纹扩展偏向平行于 β 柱状晶，，，，，其断裂韧性应小于裂纹扩展偏向笔直于 β 柱状晶的 ZX试样，，，，，但 Vrancken 等[79]发明 ZX 试样断面的周围保存较高的剩余拉应力，，，，，这使得 ZX 试样在靠近自由外貌的部分（即靠近 XOZ 面）会更容易爆发裂纹且裂纹扩展速率更快，，，，，从而导致断裂韧性的降低；；；；；；；；而XY 试样断裂韧性高于 XZ 试样则是由于 β 柱状晶在前者偏向上的裂纹扩展抗性更强。。。。。。。

热处置惩罚是消除 LPBFTC4合金各向异性和改善断裂韧性性能的有用手段，，，，，现阶段研究者主要针对退火和固溶两类工艺举行了一定的探索研究。。。。。。。Leuders 等[18]对沉积态TC4试样举行了 800 ℃/2 h的退火处置惩罚后 x 轴和 y 轴偏向的平均剩余应力划分由 105 MPa 和 225 MPa 下降到 0 MPa 和 2.5 MPa，，，，，但当温度继续提高时不会使剩余应力更进一步地降低。。。。。。。Cain 等[78]在举行了 650 ℃的去应力退火后发明 β 柱状晶的结构仍然保存，，，，，但热处置惩罚改变了晶粒之间接触面的平面性，，，，，从而减小了各向异性。。。。。。。李玉海 等 [77] 在 500 ℃ 的 去 应 力 退 火 后 进 行 了700~950 ℃一系列的退火与固溶处置惩罚，，，，，研究效果批注随着第二步热处置惩罚温度的升高板条 α 相会爆发粗化，，，，，裂纹扩展路径因而变得更曲折，，，，，断裂韧性上升；；；；；；；；当温度抵达 900 ℃和 950 ℃时粗化的板条 α 相会形成集束使裂纹扩展路径长度增添，，，，，同时 β 相比例上升导致 α/β 相界数目增添，，，，，裂纹易在结协力较弱的相界处天生二次裂纹，，，，，进一步增大了裂纹扩展的能量消耗，，，，，从而再次提高了断裂韧性。。。。。。。左柏强[81]以及 Kumar[82]等人划分对 LPBFTC4举行了两相区退火与固溶时效处置惩罚，，，，，其断裂韧性划分为 108MPa·m^1/2 与 106 MPa·m^1/2。。。。。。。Zhang 等[54]通过 940 ℃/125 MPa/1.5 h 的热等静压处置惩罚在粗化组织的同时减小了TC4内部缺陷的含量，，，，，处置惩罚后试样的 KC 从 沉积态的（48.43±11.24） MPa·m^1/2 提升至（137.26±6.54） MPa·m^1/2，，，，，抵达了沉积态的近三倍。。。。。。。现在TC4断裂韧性的研究多集中于古板工艺，，，，，热轧的TC4经由两相区固溶时效处置惩罚以及 β 固溶时效处置惩罚后断裂韧性划分为 61.45 MPa·m^1/2 与 95.13MPa·m1/2[85]，，，，，而铸造成形的TC4举行上述两种热处置惩罚后其断裂韧性划分可达 75.8 MPa·m^1/2 与 109MPa·m^1/2[86]，，，，，这与 LPBF 成形的TC4相近。。。。。。。关于其他增材制造方法，，，，，童邵辉等[87]对 EBM 成形TC4的断裂韧性举行了研究，，，，，在将基板预热到 700℃后其制件凭证打印偏向差别断裂韧性在 85.33~101.45MPa·m^1/2 之间，，，，，与热处置惩罚后的 LPBF 制件靠近，，，，，但EBM 的真空情形以及 700 ℃的基板预热温度对装备要求较高；；；；；；；；薛蕾等[88]丈量了激光立体成形（laser solid forming，，，，，LSF）TC4 的断裂韧性，，，，，其规模在52.6~62.7 MPa·m1/2，，，，，高于沉积态 LPBF 试样，，，，，但 LSF精度低于 LPBF；；；；；；；；与其类似的尚有电弧增材制造手艺（wire arc additive manufacturing，，，，，WAAM），，，，，ZHANG 等 [84]通过振荡沉积战略使得沉积态的WAAM 制件断裂韧性最高可达 82.1 MPa·m^1/2，，，，，但WAAM 相比 LPBF 也保存精度缺乏的问题。。。。。。。

关于 LPBF 工艺，，，，，由于 HIP 在举行热处置惩罚的同时能镌汰试样中的缺陷，，，，，对断裂韧性这类动态力学性能提升较大，，，，，是现在提升 LPBFTC4断裂韧性的最佳计划。。。。。。。但现实使用时还要思量零件所要求的损伤容限性能，，，，，在知足损伤容限的情形下，，，，，接纳工艺更为简朴的退火或固溶时效处置惩罚也是可以的。。。。。。。

5 、竣事语

随着激光粉末床熔融TC4制件在航空领域中的应用日渐普遍，，，，，其动态力学性能的主要性愈发突出。。。。。。。激光粉末床熔融成形的TC4合金具有优异的抗拉强度，，，，，但其疲劳性能和断裂韧性较差，，，，，通常需要经事后续的热处置惩罚来提升其疲劳强度和断裂韧性。。。。。。。然而常见的高温退火、固溶时效以及热等静压等手段在提高疲劳强度与断裂韧性的同时均会陪同差别水平的抗拉强度下降，，，，，怎样镌汰抗拉强度降低的水平将会成为未来研究的一个偏向。。。。。。。

因此本文总结了激光粉末床熔融成形TC4合金的特点与响应的处置惩罚要领，，，，，并对其拉伸性能、疲劳性能和断裂韧性举行了详细剖析。。。。。。。为获得更高的力 学 性 能 可 以 从 以 下 两 点 入 手 ：（ 1 ） NAMP（Net-Additive Manufacturing Process）多步热处置惩罚计划由于保存了激光粉末床熔融TC4特有的针状结构，，，，，在大幅提升疲劳强度的同时只牺牲了一小部 分抗拉强度，，，，，该热处置惩罚计划关于断裂韧性的影响可举行进一步的研究。。。。。。。（2）激光攻击强化等手段批注质料的外貌状态对其力学性能有一定影响，，，，，在热处置惩罚后举行外貌加工可以进一步提升其力学性能。。。。。。。对这些方面睁开研究能有用拓宽激光粉末床熔融成形TC4 合金的应用场景，，，，，为各行各业，，，，，尤其是航空航天行业提供有力的手艺包管。。。。。。。

参考文献

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基金项目：跨标准微结构/缺陷形态对增材制造构件长寿命服役行为的影响机制研究基金项目（2022YFB4601002）;上海市青年科技启明星妄想资助（22QB1401300）

通讯作者：张亮（1985—），，，，，男，，，，，研究员，，，，，博士，，，，，研究偏向为金属增材制造，，，，，联系地点：上海市虹口区邯郸路 99 号上海质料研究所（200437），，，，， E-mail:zhangliang@srim.com.cn

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