文章标题:工艺参数对激光选区熔化 Ti-22Al-25Nb 合金成形质量及组织演化的影响
文章作者:仇生生 1,2,王慧琴 2,闫龙威 2
关 键 字:选区激光熔化;Ti2AlNb 合金;体能量密度;显微组织;显微硬度
文章摘要:
基于航空航天领域对轻质高强 Ti2AlNb 基合金的需求,采用激光选区熔化(SLM)技术制备了Ti-22Al-25Nb 合金,系统研究了激光功率、扫描速度及体能量密度(VED)对打印态合金成形质量、显微组织及显微硬度的影响。 结果发现,合金的成形质量受体能量密度显著调控。 当 VED 为 38.89~138.89 J/mm3 时,熔池稳定性良好且致密度最高;而 VED过低(<31.75 J/mm3)或过高(>250 J/mm3)则分别诱发未熔合缺陷与匙孔型气孔。 打印态合金呈沿构建方向外延生长的典型柱状晶组织,其中高能量密度促进了晶粒粗化并形成了显著的 <001> 丝织构;低能量密度下极快的冷却速率则抑制了晶粒生长,使柱状晶细长、破碎且取向趋于随机。 最后,对不同工艺参数下合金的显微硬度进行测试,发现其硬度分布在 242~267 HV 之间。 硬度的演变受致密度与晶粒尺寸的综合影响,中低能量密度下的细晶强化有效弥补了孔隙带来的性能损失,而过高热输入下的晶粒粗化则导致硬度下降。