17 / 2022-07-15 11:00:29

电子束熔化亚稳钛合金中的梯度微观组织与力学性能

电子束熔化,原位热处理,相稳定性,异构组织,梯度组织

增材制造工艺中逐层堆积的成形方式为新型梯度异构组织的获得提供有效的途径。本工作研究了电子束熔化制备的Ti-5Al-5Mo-5V-3Gr-1Zr近β亚稳钛合金中的梯度分级微观组织与力学性能在打印方向上的变化。由于以下三个方面因素：（i）电子束熔化中的较高的预热温度，（ii）Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr合金中较低的β相变点(850 °C)，（iii）随着打印层数增加而导致的热量累计，成形态组织为原位形成的由底部α+β片层状组织到顶部α_p+α_s双片层组织的渐变梯度微观结构。此梯度组织的形成与不同高度中相比例与相稳定性有关，底部为稳定β相（无次生α_s相析出），而顶部的亚稳态β相可在打印原位时效处理中析出细小的次生αs相。因此，样品的屈服强度随高度增加，延伸率随高度降低。顶部双片层组织拥有高强度的原因为粗晶细晶（α_p+α_s）异构变形诱导强化效应。本工作为梯度异构组织设计方面的研究提供了新思路。