《铸造技术》

文章标题:激光熔化沉积 Ti60/高 Nb-TiAl 合金功能 梯度材料的成形行为与缺陷调控

文章作者:李瑞丰 1,丁洁 1,朱承飞 1,梁永锋 2,林均品 2
关 键 字:激光熔化沉积;Ti 合金;TiAl 合金;功能梯度材料;沉积组织
文章摘要:
为满足航空发动机高温部件对轻量化与性能梯度化的迫切需求,本文采用激光熔化沉积(LMD)技术,系统研究了工艺参数对 Ti60 合金、高 Nb-TiAl 合金及其不同比例混合合金薄壁件成形质量的影响 ,并探索 Ti/TiAl 功能梯度材料(FGM)稳定成形的可行路径。 结果表明,Ti60 合金通过工艺优化可获得细小均匀且无明显缺陷的网篮组织 ;高Nb-TiAl 合金沉积过程中存在元素偏析,高能量输入易诱发气孔,而在较低功率下通过 300 ℃预热及连续沉积可有效抑制裂纹,获得细小全片层组织。 混合合金在合理能量输入下可实现无裂纹、无气孔成形。 直接过渡 Ti/TiAl 复合材料易在熔合线附近开裂,而通过逐级调整熔宽参数(Ti60、过渡区 A、过渡区 B 及 TiAl 的熔宽分别为 7.0、6.5、6.0、5.5 mm)构建功能梯度结构,可实现良好的组织与变形协调 ,功能梯度材料内部未观察到明显裂纹缺陷 。 双梯度结构(Ti/A/B/TiAl)由于引入更多成分过渡台阶,能进一步缓解界面处应力集中与硬度突变,表现出比单梯度结构更好的协调性和成形稳定性。