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电子束熔化技术(Electron Beam Melting,EBM)是采用高能电子束作为热源的新型增材制造技术,具有成形件组织致密、可自动化、批量化制备复杂几何结构零件的特点。Ti-6Al-4V合金具有高比强度,优异的耐腐蚀性和生物相容性,可广泛应用于航空航天,医疗和石化工业等领域。然而,EBM打印Ti-6Al-4V合金过程中仍然存在粗大的柱状晶和残余拉应力等现象,从而影响材料的力学性能,尤其是疲劳性能。激光喷丸(Laser Shock Peening,LSP)是一种先进表面处理技术,利用高能短脉冲激光束在试样表面产生塑性变形,引入残余压应力,从而改善材料的拉伸及疲劳性能。因此,LSP处理技术作为增材制造的后处理工艺具有极大的潜力,可以有效提升增材制造试样的力学性能。本研究以Ti-6Al-4V合金为研究对象,采用EBM工艺制备Ti-6Al-4V合金构件,并进行激光喷丸处理。系统研究了激光喷丸对EBM打印Ti-6Al-4V合金试样微观组织、残余应力、显微硬度、拉伸及疲劳强度的影响。探讨了激光喷丸处理EBM打印Ti-6Al-4V合金力学性能的强化机理。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段,研究了激光喷丸处理前后EBM打印Ti-6Al-4V合金试样的显微组织和相组成;采用维氏硬度计测试激光喷丸处理前后试样沿深度方向的显微硬度分布;通过X射线法表征了激光喷丸处理前后试样沿深度方向的残余应力分布;使用万能试验机和疲劳试验机测试LSP处理前后试样的拉伸性能及疲劳性能,并进行SEM断口形貌的分析。研究结果表明,在LSP处理后,EBM打印Ti-6Al-4V合金试样的组织发生显著细化,其由初始的α+β片层组织转变成纳米晶、孪晶、亚微米晶组成的梯度结构;LSP处理后试样表层残余应力状态发生了改变,其产生的残余压应力最大达到-380 MPa,深度影响层可达450μm。LSP处理后,试样的显微硬度提升了11%,其影响层深度可达900μm。试样拉伸性能测试结果表明,LSP处理后EBM成形试样的抗拉强度提高了约5%,且能保持相当的延展性。LSP处理前后EBM试样高周疲劳实验结果表明,经过激光喷丸处理后试样的疲劳强度提升约17%。激光喷丸处理后EBM打印Ti-6Al-4V合金试样拉伸强度与疲劳强度力学性能的显著提高,可归因于形成的残余压应力和纳米晶、孪晶及亚微米晶等梯度结构的共同作用。这些研究结果为改善增材制造材料的疲劳性能提供了理论指导,也表明LSP技术作为增材制造的后处理工艺具有极高的应用潜力和契合度。