增材制造TiAl合金的研究現狀及展望

王林　沈忱　張弛　李芳　華學明

摘要：TiAl合金具有高比強度以及優異的抗氧化、高溫抗蠕變性能等優點，在航空航天等領域具有廣闊的應用前景。然而，TiAl合金室溫塑性差、加工成形困難，且傳統制備TiAl合金技術效率低、成本高，嚴重制約了其工程應用。近年來，增材制造技術因其效率高、成本低等優點，在制備TiAl合金方面優勢明顯。本文首先介紹了TiAl合金的基本特性，然后分別從傳統制備工藝、激光增材制造、電子束增材制造以及電弧增材制造幾個方面綜述了國內外制備TiAl合金技術的研究現狀，總結了增材制造TiAl合金力學性能的研究進展及其改善方法，最后分析了增材制造TiAl合金技術的未來研究目標和發展趨勢。

關鍵詞：TiAl合金;增材制造;綜述

中圖分類號：TG457文獻標志碼：A文章編號：1001-2303（2020）04-0001-12

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.04.01

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TiAl合金具有高比強度、高比彈性模量以及優異的抗氧化、高溫抗蠕變性能等優點，可以滿足航空發動機低油耗、高比推力的要求，是航空航天用高溫材料的最具競爭力的材料之一，具有廣闊的應用前景。然而，TiAl合金固有的室溫脆性導致其加工變形能力差，無法直接進行塑性加工，嚴重制約其進一步的發展應用[1-5]。經過幾十年的研究發展，隨著對TiAl合金成分設計、微觀組織、變形機制、成形方法等問題研究的不斷深入，TiAl合金的室溫塑性已經獲得明顯提高。

目前，科研工作者主要采用傳統的成形制備工藝，如精密鑄造、鑄錠冶金、粉末冶金以及快速凝固等技術，先后開發了一些典型的TiAl基合金，如表1所示[6]，并在一些領域有所應用?！?br>