利用激光增材制造技術(shù)制備了Ti6Al4V/Inconel718功能梯度材料,研究了該梯度材料的成分及相組成、顯微組織和顯微硬度的變化。研究表明:沿組成梯度方向發(fā)生了一系列相變:α+β→β+Ti₂Ni+TiCr₂+Ti-Fe→β+TiNi+TiCr₂+Ti-Fe→γ+Laves,過渡層主要是由TiNi和Ti₂Ni以及Ti-Cr和Ti-Fe等二元相組成的混合體;沿材料底部至頂部微觀組織發(fā)生了由魏氏α片層組織轉(zhuǎn)變?yōu)榈容Sβ晶組織,再由等軸β晶組織外延生長(zhǎng)為細(xì)小樹枝晶組織;顯微硬度結(jié)果表明:硬度的增加主要與α相體積分?jǐn)?shù)的減少,β相及Ti-Ni、Ti-Cr和Ti-Fe析出相的增加,以及固溶硬化和晶粒細(xì)化作用有關(guān),本研究中最大值為8230 MPa。 

【文章來源】：稀有金屬材料與工程. 2020,49(08)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

激光增材制造FGM示意圖

本研究通過激光增材制造技術(shù)（LAM），使用了5組不同含量的合金粉末分別制備出涂層，并進(jìn)行了X射線衍射圖譜分析，結(jié)果如圖3所示。實(shí)驗(yàn)確定了沉積層中存在Ti Ni和Ti2Ni相。XRD分析結(jié)果表明5組不同含量涂層的相變?yōu)棣?β→α+β+Ti2Ni→β+Ti Ni→γ+Laves。然而，Ti6Al4V與Inconel718粉末中的合金元素種類繁多，在激光沉積梯度涂層過程中，多種元素?cái)U(kuò)散熔入沉積層，各種元素相互反應(yīng)可能生成各種金屬間化合物，鎳、鉻、鐵都是鈦的β穩(wěn)定元素，可以與鈦發(fā)生共析反應(yīng)，生成金屬間化合物。根據(jù)Ti-Cr和Ti-Fe二元合金相圖可知，Ti與Cr可生成Ti Cr2,Ti與Fe可生成Ti Fe2、Ti Fe等化合物，但XRD結(jié)果并沒有顯示出這幾種相，后面通過SEM及TEM分析。2.2 Ti6Al4V/Inconel718梯度材料的微觀組織結(jié)構(gòu)

圖4顯示了從純Ti6Al4V到純Inconel718的組成梯度沿垂直于激光掃描方向的整體微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，純Ti6Al4V的沉積層中表現(xiàn)為粗大的柱狀β晶生長(zhǎng)，在沉積過程中，逐漸形成了沿堆積方向的優(yōu)選晶體取向，其生長(zhǎng)方向基本垂直于基底。沿組成梯度方向，各過渡層之間結(jié)合良好，組織由粗大的柱狀晶轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶再轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲АｋS著Inconel718含量的增加，液相熔池中合金元素?cái)?shù)量增多，溶質(zhì)濃度升高，導(dǎo)致成分過冷，形核率增大，凝固過程中形成更細(xì)小的枝晶[11]。圖4 Ti6Al4V/Inconel718沿梯度方向的整體宏觀結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]功能梯度材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 李信,劉海昌,滕元成,魯偉員.  材料導(dǎo)報(bào). 2012(S1)
[2]梯度功能材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 郭成,朱維斗,金志浩.  稀有金屬材料與工程. 1995(03)



本文編號(hào)：3273158