激光熔融沉積技術制備Ti-Fe-B合金

近日，南京工業大學鈦合金材料基礎研究團隊提出一種新型激光熔融沉積技術制備Ti-Fe-B合金。激光熔融沉積原料為采用等離子旋轉電極工藝(PREP)制備的Ti-Fe-B合金粉末。其中添加適量的B以實現對增材制造鈦合金組織的調控，促進等軸晶的形成，有效克服因鈦合金增材制造凝固過程自發形核不足而產生柱狀晶的問題。同時分別采用鑄造、鍛造的方式制備了該合金。對比發現，激光熔融沉積制得Ti-Fe-B合金具有更優的力學性能，其中抗拉強度達到779 MPa，分別達到鍛造合金抗拉強度的1.5倍，鑄造合金抗拉強度的1.7倍。

該研究認為，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，由于溫度遠低于TiB相熔點，針狀組織僅在變形過程中發生機械破碎，生成相對較短的組織；而粉末制備過程中，制粉用Ti-Fe-B合金鍛棒經歷重熔以及高冷速下的再結晶過程，雖然鍛棒中的針狀TiB沉淀相分布不均勻，導致僅部分粉末顆粒上可以觀察到TiB相，而富B顆粒則形成網狀組織，但制得的粉末經后處理混勻并在激光熔融沉積時再次熔化，TiB沉淀相得以在微熔池中重新分布，形成一個更加連續、精細的組織。