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中文机翻：NIST：Ti-6Al-4V粉末回收和热等静压电子束粉末床熔合中的残余应力辅助静态球化（2025） 8页_transResult

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时间：2025-06-13

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电子束粉末床熔合 Ti-6Al-4V 粉末回收和热等静压中残余应力辅助静态球化
Nicholas Derimow 1*，Thomas A.Berfield 2，Keenan Hanson3，Jake T.Benzing 1，Nik Hrabe1 1 应用化学和材
料部，NIST，325 Broadway，Boulder，CO 80305，USA 2 路易斯维尔大学机械工程系，路易斯维尔，肯塔基
州 40292，USA
3Stryker，马赫瓦，新泽西州，07430，美国
摘要
通过钻孔、轮廓测量和显微镜研究了电子束粉末床熔合（ PBF-EB）Ti-6Al-4V 上受控粉末回收爆破的残余
应力。热等静压后，近表面层状 α+β 微观结构经历了静态 α 球化，这是由粉末恢复过程中塑性变形施加
的残余应力引起的。测量表面残余应力与喷丸处理一致。这些结果对于通过修改标准实践来系统控制 PBF-
EB Ti-6Al-4V 具有指导意义。
关键词：Ti-6Al-4V、PBF-EB、残余应力、粉末再利用、增材制造
1.导言
需要超越利用增材制造（AM）几何自由度的锻造金属。然而，由于优选的滑移系统，如 Ti-6Al-4V，这在
具有塑性各向异性的合金中具有挑战性【1-3】。AM Ti-6Al-4V 的微观结构由层状 α 包裹 β 组成，称为
α+β Widmanstätten 或层状微观结构[4]，并通过热处理控制[5]。然而，除非在热加工过程中变形，否
则层状形态仍然存在【6】，这导致 α 边界分裂和终止迁移产生等轴或球状微观结构【7】。球状形态对于
疲劳应用是期望的，因为球状 α 减少了滑移的平均自由程，因为层状 α 集落是
*通讯作者
电子邮件地址：nicholas.derimow@nist.gov(Nicholas Derimow1)
资源描述：

该论文研究了电子束粉末床熔融Ti-6Al-4V中残余应力辅助的静态球化现象。通过控粉末回收喷砂处理，利用钻孔、轮廓测量和显微镜观察等方法，研究了残余应力对热等静压后近表面层状α+β微观结构的影响。结果表明，粉末回收过程中的塑性变形产生的残余应力导致了静态α球化，表面残余应力与喷丸处理一致。不同喷砂强度下，VHB条件下的平均残余应力约为-650MPa，MB条件下约为-450MPa，且双轴表面应力与喷砂强度相关。这种球化现象对控制PBF-EB Ti-6Al-4V的表面性能具有重要意义，为通过修改标准工艺系统控制该材料提供了参考。

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