平顶光束Ti-6Al-4V

疲劳极限超锻件

采用平顶激光束抑制匙孔缺陷，结合热处理调控组织，使增材制造Ti-6Al-4V的疲劳性能达到锻件水平。

Kai, Wang · 谢德巧 · Lv, Fei · Minyang, Wang · 赵剑峰

International Journal of Fatigue 2024

参数信息

疲劳裂纹扩展门槛值（焊态）

3.7 MPa m^0.5

疲劳裂纹扩展门槛值（退火态）

5.5 MPa m^0.5

疲劳裂纹扩展门槛值（固溶时效态）

6.3 MPa m^0.5

疲劳极限

600 MPa

技术优势

免于匙孔缺陷

平顶光束使熔池更稳定，显著降低匙孔形成倾向，因此不需要依赖严苛的工艺窗口来规避缺陷。

疲劳极限比肩锻件

降低缺陷并提高疲劳裂纹扩展抗力后，打印件疲劳极限超过600 MPa，与锻造+时效的Ti-6Al-4V相当。

热处理解锁更高门槛

退火或固溶时效使疲劳裂纹扩展门槛值从焊态的3.7 MPa·m^0.5提高到5.5–6.3 MPa·m^0.5，裂纹更不易扩展。

应用场景

• 航空航天结构件：用平顶光束打印的钛合金件疲劳性能达标，可直接作为承力结构原型。
• 疲劳关键部件：高疲劳极限和裂纹扩展门槛值使其适用于对疲劳寿命要求苛刻的部件。
• 激光粉末床熔融：通过光束整形优化LPBF工艺，扩大窗口并抑制缺陷，提升打印质量。
• 钛合金增材制造：为钛合金增材制造提供缺陷控制和性能提升的新途径。