LENS打印的TA15(Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr)钛合金部件需要精确的热处理以实现标准化的机械性能。在真空或氩气环境中进行650-750°C的初始去应力退火对于缓解沉积过程产生的残余应力至关重要。随后进行热等静压(HIP)处理,在890-930°C和100-150 MPa压力下持续2-4小时,以消除内部缺陷并实现密度>99.9%。随后的双重退火处理——包括在β相变温度以上的固溶处理,接着进行空冷和在550-650°C下的稳定化退火——优化了微观结构,以增强航空航天应用所需的抗蠕变性和断裂韧性。
沉积态的LENS表面需要进行大量的CNC加工,以达到符合航空航天标准(通常是AS9100)的最终尺寸公差。粗加工去除2-4毫米的表面材料,以消除粗大的柱状晶粒结构和热影响区。精加工采用专用刀具和高压冷却液,在关键配合面上实现表面粗糙度低于Ra 1.6μm。对于复杂的内部特征,深孔钻削和电火花加工工艺确保冷却通道和安装特征的精确尺寸控制。
多种表面处理确保TA15部件满足疲劳和耐腐蚀标准。受控阿尔门强度的喷丸处理引入500-800 MPa的压应力,将高周疲劳性能提高60-80%。化学铣削去除热处理过程中形成的α污染层,而激光冲击强化可应用于国防应用部件的关键应力区域。最终的电化学抛光形成均匀的表面光洁度,同时通过钝化增强耐腐蚀性。
严格的材料测试与分析验证是否符合行业标准。这包括根据ASTM E2375进行的超声波检测以发现内部缺陷、针对复杂内部几何形状的射线检测,以及根据AMS 2647进行的荧光渗透检测以发现表面缺陷。机械测试验证抗拉强度(≥930 MPa)、500°C下的抗蠕变性和断裂韧性。微观结构分析确认了正确的篮网状α+β结构,没有连续的晶界α相,而化学分析确保成分符合TA15规范要求。
完整的可追溯性和文件记录对于符合标准至关重要。这包括原材料成分认证、所有热处理参数及炉温记录的文件记录,以及加工操作的详细记录。对于航空航天部件,可能需要进行额外的测试,如应变控制疲劳测试、高温应力断裂测试以及根据ASTM B117进行的盐雾腐蚀测试。最终部件获得材料证书,并完全可追溯至适用的标准,如AMS、MIL或客户特定规范。