激光熔融沉積技術(shù)制備Ti-Fe-B合金

近日，南京工業(yè)大學(xué)鈦合金材料基礎(chǔ)研究團(tuán)隊(duì)提出一種新型激光熔融沉積技術(shù)制備Ti-Fe-B合金。激光熔融沉積原料為采用等離子旋轉(zhuǎn)電極工藝(PREP)制備的Ti-Fe-B合金粉末。其中添加適量的B以實(shí)現(xiàn)對(duì)增材制造鈦合金組織的調(diào)控，促進(jìn)等軸晶的形成，有效克服因鈦合金增材制造凝固過程自發(fā)形核不足而產(chǎn)生柱狀晶的問題。同時(shí)分別采用鑄造、鍛造的方式制備了該合金。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，激光熔融沉積制得Ti-Fe-B合金具有更優(yōu)的力學(xué)性能，其中抗拉強(qiáng)度達(dá)到779 MPa，分別達(dá)到鍛造合金抗拉強(qiáng)度的1.5倍，鑄造合金抗拉強(qiáng)度的1.7倍。

該研究認(rèn)為，Ti-Fe-B合金在鑄造凝固過程中生成TiB相，并在較低的冷卻速率下，生長為寬大的針狀組織；在鍛造過程中，由于溫度遠(yuǎn)低于TiB相熔點(diǎn)，針狀組織僅在變形過程中發(fā)生機(jī)械破碎，生成相對(duì)較短的組織；而粉末制備過程中，制粉用Ti-Fe-B合金鍛棒經(jīng)歷重熔以及高冷速下的再結(jié)晶過程，雖然鍛棒中的針狀TiB沉淀相分布不均勻，導(dǎo)致僅部分粉末顆粒上可以觀察到TiB相，而富B顆粒則形成網(wǎng)狀組織，但制得的粉末經(jīng)后處理混勻并在激光熔融沉積時(shí)再次熔化，TiB沉淀相得以在微熔池中重新分布，形成一個(gè)更加連續(xù)、精細(xì)的組織。