CN110672157A - Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法 - Google Patents

Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于SLM技术加工技术领域，公开了一种Ti‑Al‑Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，包括：图像采集模块、温度采集模块、硬度采集模块、主控模块、三维结构图生成模块、激光发射模块、力学性能测试模块、数据存储模块、显示模块。本发明通过三维结构图生成模块具有成像速度快，三维重构准确率高，能反映不同尺寸和密度Ti‑Al‑Sn合金微纳结构成像特点；结合边界阈值算法后的三维重构结构能够反映边缘粗糙度信息；同时，通过力学性能测试模块测得的力学性能参数应用于回火热处理的数值模拟中，可以提高回火应力模拟和变形数值模拟的准确性，从而实现对Ti‑Al‑Sn合金回火热处理的精确控制和预测。

Description

Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法
技术领域
本发明属于SLM技术加工技术领域，尤其涉及一种Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106W/Cm2。目前用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤激光器。这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、10640nm、1090nm。金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率比较高，而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。因此在成型金属零件过程中具有较短波长激光器的激光能量利用率高，但是采用较长波长的Co2激光器，其激光能量利用率低。在高激光能量密度作用下，金属粉末完全熔化，经散热冷却后可实现与固体金属冶金焊合成型。SLM技术正是通过此过程，层层累积成型出三维实体的快速成型技术。然而，现有SLM技术加工Ti-Al-Sn合金组织结构不能获取精确的合金三维结构图；同时，对合金测试耗时耗力。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有SLM技术加工Ti-Al-Sn合金组织结构不能获取精确的合金三维结构图；同时，对合金测试耗时耗力。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法。
本发明是这样实现的，一种Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法包括以下步骤：
第一步，通过图像采集模块利用电子显微镜采集Ti-Al-Sn合金组织结构图；
第二步，通过温度采集模块利用温度传感器采集SLM技术加工Ti-Al-Sn合金过程温度数据；
第三步，通过硬度采集模块利用硬度检测器检测Ti-Al-Sn合金硬度数据；
第四步，主控模块通过三维结构图生成模块生成Ti-Al-Sn合金三维结构图；
第五步，通过激光发射模块利用激光器发射激光束加工Ti-Al-Sn合金；
第六步，通过力学性能测试模块对Ti-Al-Sn合金力学性能进行测试；
第七步，通过数据存储模块利用存储器存储采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果；并通过显示模块利用显示器显示采集的数据。
进一步，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的三维结构图生成方法如下：
(1)提供Ti-Al-Sn合金微纳结构；获取Ti-Al-Sn合金微纳结构的扫描电子显微图像；
(2)根据所述扫描电子显微图像获取三维结构粗略图；
(3)根据所述扫描电子显微图像构建反射电子强度数据库，所述反射电子强度数据库包括不同尺寸、不同周期的图形在扫描电子显微成像后的成像图和像素值；
(4)根据所述反射电子强度数据库对所述三维结构粗略图进行修正，获取三维结构修正图；
(5)获取所述Ti-Al-Sn合金微纳结构的边界信息并根据该边界信息对所述三维结构修正图进行修正从而得到三维结构精细图。
进一步，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的扫描电子显微图像获取三维结构粗略图包括：
对扫描电子显微图像进行图像去噪及光滑处理，以使扫描电子显微图像具有二阶连续性；
根据光滑处理之后的扫描电子显微图像，采用二次电子强度模型及三维重构算法，得到三维结构粗略图，所述二次电子强度模型用于指示二次电子成像亮度与表面形貌的近似关系；
对扫描电子显微图像进行图像去噪，包括：对背景噪声的估计和去除，采用一次去噪算法，对不同区域采取不同去噪算法参数；或者对背景噪声的估计和去除，采用多次去噪算法，对不同区域采取不同去噪算法参数；
二次电子强度模型为E＝E0/(k+cosθ)，其中θ表示表面法向量与电子束入射方向夹角，E0表示θ为零时的二次电子出射率，k为常数；所述三维重构算法包括非线性方程组的最小化算法、不同路径迭代算法、局域球形近似算法或线性化算法中的任一种。
进一步，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的力学性能测试方法如下：
1)在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，获得Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程；
2)对由所述Ti-Al-Sn合金制成的多个淬火态的单一组织试样进行回火热处理，回火热处理制程与步骤1)获得的实际回火热处理制程相同；
在回火热处理的升温过程中的不同温度下，取出经过升温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的升温试样；
在回火热处理的保温过程中的不同时间，取出经过保温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的保温试样；
在回火热处理的冷却过程中的不同温度下，取出经过冷却的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的冷却试样；
3)将所述升温试样、保温试样和冷却试样分别升温至取样温度，保温均匀后，进行应力应变测试，测得所述Ti-Al-Sn合金的淬火组织在回火热处理过程中的应力应变曲线，获得所述Ti-Al-Sn合金的力学性能参数。
进一步，所述步骤1)包括如下步骤：
在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，采用温度数值模拟方法获取所述Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程；
步骤1)包括如下步骤：
在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，采用热电偶测温方法测得所述Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程。
进一步，所述步骤2)包括如下步骤：
将由所述Ti-Al-Sn合金制成的多个淬火态的单一组织试样升温至回火温度，在升温过程中，每隔100℃取出一个经过升温的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的升温试样；
升温至回火温度后，对剩余的经过升温的淬火态的单一组织试样进行保温，在保温过程中，每隔2h取出一个经过保温的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的保温试样；
保温结束后，对剩余的经过保温的淬火态的单一组织试样进行冷却，在冷却过程中，每隔100℃取出一个经过冷却的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的冷却试样。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统包括：
图像采集模块，与主控模块连接，用于通过电子显微镜采集Ti-Al-Sn合金组织结构图；
温度采集模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器采集SLM技术加工Ti-Al-Sn合金过程温度数据；
硬度采集模块，与主控模块连接，用于通过硬度检测器检测Ti-Al-Sn合金硬度数据；
主控模块，与图像采集模块、温度采集模块、硬度采集模块、三维结构图生成模块、激光发射模块、力学性能测试模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过工程机控制各个模块正常工作；
三维结构图生成模块，与主控模块连接，用于生成Ti-Al-Sn合金三维结构图；
激光发射模块，与主控模块连接，用于通过激光器发射激光束加工Ti-Al-Sn合金；
力学性能测试模块，与主控模块连接，用于对Ti-Al-Sn合金力学性能进行测试；
数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果。
进一步，所述硬度检测模块包括：
定位单元，用于通过定位机构将测试样品固定在测试机架上；
残余压应力模拟加载单元，用于对测试样品的残余压应力模拟加载量进行检测；
残余压应力获取单元，用于通过数据处理控制单元对残余压应力模拟加载量进行读取；
表面硬度检测单元，用于对测试样品的表面硬度进行检测，并将检测结果传递到数据处理控制单元；
数据处理控制单元，与定位单元、残余压应力获取单元、表面硬度检测单元进行连接，用于对整体系统运转进行控制并进行数据分析；
存储单元，与数据处理控制单元连接，用于通过存储器对数据处理控制单元获取的数据进行存储；
曲线绘制单元，与数据处理控制单元连接，用于对多次获取的数据进行曲线绘制。
进一步，所述激光发射模块包括：
控制单元，用于通过控制器控制激光头进行激光发出；
驱动单元，与控制单元连接，用于通过驱动装置在控制单元的控制下带动激光头的位置移动；
通讯单元，与控制单元连接，用于接收外部的控制参数，并将控制参数传递到控制单元中；
集尘单元，与控制单元连接，用于通过集尘装置对切割过程中产生的灰尘进行收集。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的激光器。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过三维结构图生成模块充分考虑Ti-Al-Sn合金微纳结构的图形特点，结合电子束与Ti-Al-Sn合金微纳结构相互作用的机理，创建基于规则的反射电子强度数据库，可较准确反映除探测区域二次电子之外的其他电子影响；其具有成像速度快，三维重构准确率高，能反映不同尺寸和密度Ti-Al-Sn合金微纳结构成像特点；结合边界阈值算法后的三维重构结构能够反映边缘粗糙度信息；同时，通过力学性能测试模块测得的力学性能参数应用于回火热处理的数值模拟中，可以提高回火应力模拟和变形数值模拟的准确性，从而实现对Ti-Al-Sn合金回火热处理的精确控制和预测。本发明所采用的金属构件的残余应力及表面硬度测试方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，既能对金属构件的残余压应力与表面硬度关系进行测试，又能对金属构件的残余拉应力与表面硬度关系进行测试，建立金属构件残余压应力与表面硬度的关系以及金属构件残余拉应力与表面硬度的关系，为通过金属构件的表面硬度研究金属构件残余压应力和残余拉应力提供参考依据，并且测试精度较高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法流程图。
图2是本发明实施例提供的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统的结构示意图；
图中：1、图像采集模块；2、温度采集模块；3、硬度采集模块；4、主控模块；5、三维结构图生成模块；6、激光发射模块；7、力学性能测试模块；8、数据存储模块；9、显示模块。
图3是本发明实施例提供的硬度检测模块的结构示意图；
图中：301、定位单元；302、残余压应力模拟加载单元；303、残余压应力获取单元；304、表面硬度检测单元；305、数据处理控制单元；306、存储单元；307、曲线绘制单元。
图4是本发明实施例提供的激光发射模块的结构示意图；
图中：401、控制单元；402、驱动单元；403、通讯单元；404、集尘单元。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法包括以下步骤：
S101：通过图像采集模块利用电子显微镜采集Ti-Al-Sn合金组织结构图；
S102：通过温度采集模块利用温度传感器采集SLM技术加工Ti-Al-Sn合金过程温度数据；
S103：通过硬度采集模块利用硬度检测器检测Ti-Al-Sn合金硬度数据；
S104：主控模块通过三维结构图生成模块生成Ti-Al-Sn合金三维结构图；
S105：通过激光发射模块利用激光器发射激光束加工Ti-Al-Sn合金；
S106：通过力学性能测试模块对Ti-Al-Sn合金力学性能进行测试；
S107：通过数据存储模块利用存储器存储采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果；并通过显示模块利用显示器显示采集的数据。
如图2所示，本发明实施例提供的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统包括：图像采集模块1、温度采集模块2、硬度采集模块3、主控模块4、三维结构图生成模块5、激光发射模块6、力学性能测试模块7、数据存储模块8、显示模块9。
图像采集模块1，与主控模块4连接，用于通过电子显微镜采集Ti-Al-Sn合金组织结构图；
温度采集模块2，与主控模块4连接，用于通过温度传感器采集SLM技术加工Ti-Al-Sn合金过程温度数据；
硬度采集模块3，与主控模块4连接，用于通过硬度检测器检测Ti-Al-Sn合金硬度数据；
主控模块4，与图像采集模块1、温度采集模块2、硬度采集模块3、三维结构图生成模块5、激光发射模块6、力学性能测试模块7、数据存储模块8、显示模块9连接，用于通过工程机控制各个模块正常工作；
三维结构图生成模块5，与主控模块4连接，用于生成Ti-Al-Sn合金三维结构图；
激光发射模块6，与主控模块4连接，用于通过激光器发射激光束加工Ti-Al-Sn合金；
力学性能测试模块7，与主控模块4连接，用于对Ti-Al-Sn合金力学性能进行测试；
数据存储模块8，与主控模块4连接，用于通过存储器存储采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果；
显示模块9，与主控模块4连接，用于通过显示器显示采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果。
本发明提供的三维结构图生成模块5生成方法如下：
(1)提供Ti-Al-Sn合金微纳结构；获取Ti-Al-Sn合金微纳结构的扫描电子显微图像；
(2)根据所述扫描电子显微图像获取三维结构粗略图；
(3)根据所述扫描电子显微图像构建反射电子强度数据库，所述反射电子强度数据库包括不同尺寸、不同周期的图形在扫描电子显微成像后的成像图和像素值；
(4)根据所述反射电子强度数据库对所述三维结构粗略图进行修正，获取三维结构修正图；
(5)获取所述Ti-Al-Sn合金微纳结构的边界信息并根据该边界信息对所述三维结构修正图进行修正从而得到三维结构精细图。
本发明提供的根据所述扫描电子显微图像获取三维结构粗略图包括：
对扫描电子显微图像进行图像去噪及光滑处理，以使扫描电子显微图像具有二阶连续性；
根据光滑处理之后的扫描电子显微图像，采用二次电子强度模型及三维重构算法，得到三维结构粗略图，所述二次电子强度模型用于指示二次电子成像亮度与表面形貌的近似关系。
本发明提供的对扫描电子显微图像进行图像去噪，包括：对背景噪声的估计和去除，采用一次去噪算法，对不同区域采取不同去噪算法参数；或者
对背景噪声的估计和去除，采用多次去噪算法，对不同区域采取不同去噪算法参数。
本发明提供的二次电子强度模型为E＝E0/(k+cosθ)，其中θ表示表面法向量与电子束入射方向夹角，E0表示θ为零时的二次电子出射率，k为常数；所述三维重构算法包括非线性方程组的最小化算法、不同路径迭代算法、局域球形近似算法或线性化算法中的任一种。
本发明提供的构建基于规则的反射电子强度数据库，包括：
找到Ti-Al-Sn合金微纳结构的核心图形；
获取核心图形的尺寸范围和周期；
获取核心图形的俯视扫描电子显微成像图以及从该扫描电子显微成像图中提取出的像素相对值；
基于核心图形的俯视扫描电子显微成像图获取其他尺寸和周期的扫描电子显微成像图的像素相对值。
本发明提供的力学性能测试模块7测试方法如下：
1)在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，获得Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程；
2)对由所述Ti-Al-Sn合金制成的多个淬火态的单一组织试样进行回火热处理，回火热处理制程与步骤1)获得的实际回火热处理制程相同；
在回火热处理的升温过程中的不同温度下，取出经过升温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的升温试样；
在回火热处理的保温过程中的不同时间，取出经过保温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的保温试样；
在回火热处理的冷却过程中的不同温度下，取出经过冷却的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的冷却试样；
3)将所述升温试样、保温试样和冷却试样分别升温至取样温度，保温均匀后，进行应力应变测试，测得所述Ti-Al-Sn合金的淬火组织在回火热处理过程中的应力应变曲线，获得所述Ti-Al-Sn合金的力学性能参数。
本发明提供的步骤1)包括如下步骤：
在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，采用温度数值模拟方法获取所述Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程。
本发明提供的步骤1)包括如下步骤：
在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，采用热电偶测温方法测得所述Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程。
本发明提供的步骤2)包括如下步骤：
将由所述Ti-Al-Sn合金制成的多个淬火态的单一组织试样升温至回火温度，在升温过程中，每隔100℃取出一个经过升温的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的升温试样；
升温至回火温度后，对剩余的经过升温的淬火态的单一组织试样进行保温，在保温过程中，每隔2h取出一个经过保温的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的保温试样；
保温结束后，对剩余的经过保温的淬火态的单一组织试样进行冷却，在冷却过程中，每隔100℃取出一个经过冷却的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的冷却试样。
在本发明实施例中，硬度检测模块3包括：
定位单元301，用于通过定位机构将测试样品固定在测试机架上；
残余压应力模拟加载单元302，用于对测试样品的残余压应力模拟加载量进行检测；
残余压应力获取单元303，用于通过数据处理控制单元对残余压应力模拟加载量进行读取；
表面硬度检测单元304，用于对测试样品的表面硬度进行检测，并将检测结果传递到数据处理控制单元；
数据处理控制单元305，与定位单元、残余压应力获取单元、表面硬度检测单元进行连接，用于对整体系统运转进行控制并进行数据分析；
存储单元306，与数据处理控制单元连接，用于通过存储器对数据处理控制单元获取的数据进行存储；
曲线绘制单元307，与数据处理控制单元连接，用于对多次获取的数据进行曲线绘制。
在本发明实施例中，数据处理控制单元在残余压应力模拟加载量分别为F1、F2、...、Fn时，获取所对应的表面硬度HV1、HV2、...、HVn，并将获取的N个残余压应力模拟加载量和N个表面硬度一一对应存储至存储单元中。
在本发明实施例中，曲线绘制模块具体包括：
以残余拉应力模拟加载量Fi为横坐标，以表面硬度HVi为纵坐标，绘制出存储器中所存储的残余拉应力模拟加载量F1、F2、...、Fn和表面硬度HV1、HV2、...、HVn的各个点，并拟合得到残余拉应力模拟加载量Fi和表面硬度HVi之间的关系曲线，并通过显示器进行同步显示。
在本发明实施例中，激光发射模块6包括：
控制单元401，用于通过控制器控制激光头进行激光发出；
驱动单元402，与控制单元401连接，用于通过驱动装置在控制单元的控制下带动激光头的位置移动；
通讯单元403，与控制单元401连接，用于接收外部的控制参数，并将控制参数传递到控制单元中；
集尘单元404，与控制单元401连接，用于通过集尘装置对切割过程中产生的灰尘进行收集。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，其特征在于，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法包括以下步骤：
第一步，通过图像采集模块利用电子显微镜采集Ti-Al-Sn合金组织结构图；
第二步，通过温度采集模块利用温度传感器采集SLM技术加工Ti-Al-Sn合金过程温度数据；
第三步，通过硬度采集模块利用硬度检测器检测Ti-Al-Sn合金硬度数据；
第四步，主控模块通过三维结构图生成模块生成Ti-Al-Sn合金三维结构图；
第五步，通过激光发射模块利用激光器发射激光束加工Ti-Al-Sn合金；
第六步，通过力学性能测试模块对Ti-Al-Sn合金力学性能进行测试；
第七步，通过数据存储模块利用存储器存储采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果；并通过显示模块利用显示器显示采集的数据。
2.如权利要求1所述的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，其特征在于，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的三维结构图生成方法如下：
(1)提供Ti-Al-Sn合金微纳结构；获取Ti-Al-Sn合金微纳结构的扫描电子显微图像；
(2)根据所述扫描电子显微图像获取三维结构粗略图；
(3)根据所述扫描电子显微图像构建反射电子强度数据库，所述反射电子强度数据库包括不同尺寸、不同周期的图形在扫描电子显微成像后的成像图和像素值；
(4)根据所述反射电子强度数据库对所述三维结构粗略图进行修正，获取三维结构修正图；
(5)获取所述Ti-Al-Sn合金微纳结构的边界信息并根据该边界信息对所述三维结构修正图进行修正从而得到三维结构精细图。
3.如权利要求1所述的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，其特征在于，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的扫描电子显微图像获取三维结构粗略图包括：
对扫描电子显微图像进行图像去噪及光滑处理，以使扫描电子显微图像具有二阶连续性；
根据光滑处理之后的扫描电子显微图像，采用二次电子强度模型及三维重构算法，得到三维结构粗略图，所述二次电子强度模型用于指示二次电子成像亮度与表面形貌的近似关系；
对扫描电子显微图像进行图像去噪，包括：对背景噪声的估计和去除，采用一次去噪算法，对不同区域采取不同去噪算法参数；或者对背景噪声的估计和去除，采用多次去噪算法，对不同区域采取不同去噪算法参数；
二次电子强度模型为E＝E0/(k+cosθ)，其中θ表示表面法向量与电子束入射方向夹角，E0表示θ为零时的二次电子出射率，k为常数；所述三维重构算法包括非线性方程组的最小化算法、不同路径迭代算法、局域球形近似算法或线性化算法中的任一种。
4.如权利要求1所述的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，其特征在于，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的力学性能测试方法如下：
1)在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，获得Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程；
2)对由所述Ti-Al-Sn合金制成的多个淬火态的单一组织试样进行回火热处理，回火热处理制程与步骤1)获得的实际回火热处理制程相同；
在回火热处理的升温过程中的不同温度下，取出经过升温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的升温试样；
在回火热处理的保温过程中的不同时间，取出经过保温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的保温试样；
在回火热处理的冷却过程中的不同温度下，取出经过冷却的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的冷却试样；
3)将所述升温试样、保温试样和冷却试样分别升温至取样温度，保温均匀后，进行应力应变测试，测得所述Ti-Al-Sn合金的淬火组织在回火热处理过程中的应力应变曲线，获得所述Ti-Al-Sn合金的力学性能参数。
5.如权利要求4所述的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，其特征在于，所述步骤1)包括如下步骤：
在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，采用温度数值模拟方法获取所述Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程；
步骤1)包括如下步骤：
在Ti-Al-Sn合金的回火热处理过程中，采用热电偶测温方法测得所述Ti-Al-Sn合金的不同位置的实际回火热处理制程。
6.如权利要求4所述的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法，其特征在于，所述步骤2)包括如下步骤：
将由所述Ti-Al-Sn合金制成的多个淬火态的单一组织试样升温至回火温度，在升温过程中，每隔100℃取出一个经过升温的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的升温试样；
升温至回火温度后，对剩余的经过升温的淬火态的单一组织试样进行保温，在保温过程中，每隔2h取出一个经过保温的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的保温试样；
保温结束后，对剩余的经过保温的淬火态的单一组织试样进行冷却，在冷却过程中，每隔100℃取出一个经过冷却的淬火态的单一组织试样，并进行冷却，获得一系列的冷却试样。
7.一种实施权利要求1～6任意一项所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统，其特征在于，所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统包括：
图像采集模块，与主控模块连接，用于通过电子显微镜采集Ti-Al-Sn合金组织结构图；
温度采集模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器采集SLM技术加工Ti-Al-Sn合金过程温度数据；
硬度采集模块，与主控模块连接，用于通过硬度检测器检测Ti-Al-Sn合金硬度数据；
主控模块，与图像采集模块、温度采集模块、硬度采集模块、三维结构图生成模块、激光发射模块、力学性能测试模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过工程机控制各个模块正常工作；
三维结构图生成模块，与主控模块连接，用于生成Ti-Al-Sn合金三维结构图；
激光发射模块，与主控模块连接，用于通过激光器发射激光束加工Ti-Al-Sn合金；
力学性能测试模块，与主控模块连接，用于对Ti-Al-Sn合金力学性能进行测试；
数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的Ti-Al-Sn合金组织结构图、加工温度、硬度数据、三维结构图及力学性能测试结果。
8.如权利要求7所述的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统，其特征在于，所述硬度检测模块包括：
定位单元，用于通过定位机构将测试样品固定在测试机架上；
残余压应力模拟加载单元，用于对测试样品的残余压应力模拟加载量进行检测；
残余压应力获取单元，用于通过数据处理控制单元对残余压应力模拟加载量进行读取；
表面硬度检测单元，用于对测试样品的表面硬度进行检测，并将检测结果传递到数据处理控制单元；
数据处理控制单元，与定位单元、残余压应力获取单元、表面硬度检测单元进行连接，用于对整体系统运转进行控制并进行数据分析；
存储单元，与数据处理控制单元连接，用于通过存储器对数据处理控制单元获取的数据进行存储；
曲线绘制单元，与数据处理控制单元连接，用于对多次获取的数据进行曲线绘制。
9.如权利要求7所述的Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析系统，其特征在于，所述激光发射模块包括：
控制单元，用于通过控制器控制激光头进行激光发出；
驱动单元，与控制单元连接，用于通过驱动装置在控制单元的控制下带动激光头的位置移动；
通讯单元，与控制单元连接，用于接收外部的控制参数，并将控制参数传递到控制单元中；
集尘单元，与控制单元连接，用于通过集尘装置对切割过程中产生的灰尘进行收集。
10.一种应用权利要求1～6任意一项所述Ti-Al-Sn合金组织结构及力学性能的分析方法的激光器。
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