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        大連理工研究團(tuán)隊在顆粒增強鈦合金方面取得重要進(jìn)展

        2022-03-14 05:30:20雪松
        航空制造技術(shù) 2022年20期
        關(guān)鍵詞:熔池原位基體

        Ti6Al4V廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,但較低的硬度和耐磨性限制了其進(jìn)一步發(fā)展。添加陶瓷顆粒,如SiC、TiB和TiC,可以有效提高Ti6Al4V基體的相應(yīng)性能。目前,定向能量沉積技術(shù)(DED)是制造TiCp增強Ti6Al4V的最佳方法之一。雖然通過熱處理可實現(xiàn)組織調(diào)控,但原位組織調(diào)控具有更高的靈活性和效率,更具優(yōu)勢。

        因此,提出電感-激光復(fù)合直接能量沉積技術(shù)(FEMI-DED)來改善缺陷和原位組織,并對FEMI-DED機理進(jìn)行深入 揭示。

        大連理工大學(xué)機械工程學(xué)院吳東江教授課題組,采用DED與FEMIDED制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)10% TiCp增強Ti6Al4V,對比分析發(fā)現(xiàn)FEMI-DED可以改善TiCp增強Ti6Al4V的組織和力學(xué)性能。該研究以TiCp reinforced Ti6Al4V of follow-up synchronous electromagnetic inductionlaser hybrid directed energy deposition: Microstructure evolution and mechanical properties發(fā)表在Additive Manufacturing上。

        研究結(jié)果表明,與DED相比,由FEMI-DED制備的10% TiCp增強Ti6Al4V中的枝晶狀TiC(DPT)數(shù)量減少,同時形成了大量的顆粒狀TiC。TEM顯示DPT與α-Ti基體之間的界面為半共格界面,并且存在[10]α-Ti/ [1] TiC,(01)α-Ti //(1) TiC取向關(guān)系。

        FEMI-DED過程中,感應(yīng)電流使凝固區(qū)域的冷卻速率變小,熔池后部的溫度梯度G減小,生長速率R增加,使得成核傾向增大。另一方面,熔池中不均勻的交變電磁力產(chǎn)生的壓拉力和剪切力,以及溶質(zhì)驅(qū)動的重熔作用使得TiC發(fā)生破碎,從而對復(fù)材組織形態(tài)實現(xiàn)了有效的調(diào)控。

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