核心观点

采用激光选区熔化（SLM）技术制备TC4钛合金组织易出现晶粒粗大的现象，以及耐磨性能较差的问题。针对该问题，在SLM制备TC4钛合金过程中添加适量Y₂O₃，分析其对沉积态TC4钛合金组织性能的影响。

沉积态TC4钛合金的微观组织得到显著细化，板状α相尺寸呈现显著减少后略有增加的趋势。当Y₂O₃添加量分别为0.10%和0.15%时，板状α相的平均长度从21.45 μm分别减少到7.58 μm和7.55 μm, 相比未添加Y₂O₃的情况减少约64%。当Y₂O₃添加量为0.10%时，板状α相的平均宽度从1.05 μm降至0.51 μm, 下降约51%。

沉积态TC4钛合金的显微硬度呈现出先增加后减少的趋势，屈服强度和抗拉强度显著提升，但延伸率有所下降。与未添加Y₂O₃的情况相比，当Y₂O₃含量达到0.10%时，屈服强度和抗拉强度分别从700 MPa和819 MPa提高到1 086 MPa(提高55%)和1 255 MPa(提高50%),而延伸率从8.04%降至7.00%(下降12.9%),实现较为理想的强度与塑性平衡。

沉积态TC4钛合金的平均摩擦系数显著降低，磨损量在显著减少后略有增加。与未添加Y₂O₃的情况相比，当Y₂O₃含量达到0.15%时，TC4钛合金的平均摩擦系数从0.445下降到0.417(下降6%),磨损量从5.328×10^-2 mm³减少到4.091×10^-2 mm³(减少23%)。此外，Y₂O₃的添加显著减少了黏着磨损和磨粒磨损，从而提高材料的耐磨性能。

表格数据

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