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TiAl基合金是一种新型高温结构材料,具有低密度、高熔点、高比强度等优点,同时在高温下保持着较好的抗氧化性和抗蠕变性,因而在航空航天以及汽车工业领域应用前景广阔。然而其室温塑形低、加工成形困难,至今尚未实现大规模的工程化应用。发展先进的近净成形工艺是解决TiAl基合金加工难题的有效方法之一。本论文以Ti-46Al-2Nb-2Cr和Ti-43Al-9V-Y合金粉末作为实验材料,研究了激光熔化沉积TiAl基合金的成形质量、显微组织演变规律以及加工参数对TiAl基合金显微组织的影响,并将激光熔化沉积TiAl基合金成形件的室温力学性能与传统的铸造、锻造TiAl基合金成形件的力学性能进行了对比。主要结论如下: (1)激光加工参数影响着成形件的成形质量。随着激光功率的增大,单层堆积高度先增大后减小,单道熔覆宽度不断增大;随着扫描速率的增大,单层堆积高度以及单道熔覆宽度都不断减小。激光熔化沉积TiAl基合金成形件的致密度随着激光功率的增大呈下降趋势,随着扫描速率的增大呈上升趋势。在优化工艺参数下,实验得到的最大致密度为99.6%。 (2)材料特性和激光加工工艺参数直接影响着沉积层的组织形成规律,Ti-46Al-2Cr-2Nb合金沉积层组织呈树枝晶与等轴晶交替生长形态,而Ti-43Al-9V-Y合金在高功率、高速度下沉积层显微组织主要为发达的枝晶,而在小功率下沉积层显微组织为等轴晶。激光熔化沉积两种TiAl基合金材料所得成形件中各元素分布较为均匀,但是由于高功率下熔池保护不充分,Al元素发生了轻微的烧损。 (3)采用激光熔化沉积方法成形的TiAl基合金较铸态和锻造合金具有更高的硬度。但由于成形件内部存在孔隙以及拉伸和压缩沿垂直于沉积方向进行,沉积态试样的拉伸、压缩力学性能虽然优于铸态试样,但和锻态相比仍有较大的差距。