《铸造技术》

文章标题:激光和电子束增材制造 β 凝固 γ-TiAl 合金的 研究进展和展望

文章作者:戴国坤,曹庭玮,赵睿鑫,侯雨阳,玄伟东,王江,陈超越,任忠鸣
关 键 字:β 凝固 TiAl 合金;激光粉末床熔融;激光定向能量沉积;电子束粉末床熔融;微观组织;力学性能
文章摘要:
β凝固 γ-TiAl 合金兼具低密度与优良的中高温力学性能,是航空发动机低压涡轮叶片的重要候选材料。 其通过β相凝固可改善高温加工性,但室温塑性不足、传统铸锻工艺成形受限,制约了复杂构件的工程应用。 增材制造为β凝固 γ-TiAl 合金的近净成形与组织调控提供了新的技术路径。 本文采用文献综述与对比分析方法,系统总结了激光粉末床熔融(L-PBF)、激光定向能量沉积(L-DED)和电子束粉末床熔融(EB-PBF)制备 β 凝固 γ-TiAl 合金的研究进展。 激光增材制造具有成形精度高、组织细化显著的优势,但面临裂纹敏感性和残余应力大的挑战;EB-PBF 可以通过工艺参数优化和高预热条件有效抑制裂纹,获得室温抗拉强度超过 800 MPa、伸长率达 2%~3%的综合性能,但存在铝元素挥发和组织粗化问题。 本文重点评述了工艺参数、热处理与后处理对相组成、层片组织及力学性能的影响机理,并展望了合金设计、过程调控与多尺度表征的发展方向。