江苏激光联盟导读：

本文论述了用激光粉末床熔合(L-PBF)增材制造技术，在高温平台预热下制备ti2alnb基合金样品的过程。

摘要

采用激光粉末床熔合(L-PBF)增材制造技术，在高温平台预热下制备ti2alnb基合金样品。机械合金化后等离子体球化得到的 (at. %)粉和 (at.%)气体雾化(GA)粉末为原料。在600℃及以上的平台预热温度下制备无裂纹样品，而较低的预热温度会导致两种粉末产生裂纹。机械合金化等离子体球化(MAPS)粉末的相对密度最高为99.3%%，而气相雾化粉末的相对密度在99.9%%以上。

x射线衍射、扫描电镜、电子背散射衍射分析表明，平台预热温度对合金的组织和相组成有显著影响。用差示扫描量热法测定了相变温度。在相对较低的预热温度下，发现了细小的B2/β胞状组织，而使用600℃及以上的预热温度进行原位热处理，形成金属间化合物ti2alnb相。提高预热温度可以改善由MAPS粉末制备的样品的化学均匀性。结果表明，MAPS粉末的显微组织从完全B2/β到B + O, GA粉末的显微组织从B2/β、B2 + O到完全O。当预热温度为700℃时，显微硬度值最高，对应的o相体积分数最高。预热温度为980°C时，试样的抗拉强度最高。

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1.?介绍

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钛铝合金被认为是最有前途的一类材料，用于汽车和航空航天高温应用。早期开发的Ti3Al和tial基合金室温延性差，限制了其应用。正交晶ti2alnb基(o相)合金是近年来发展起来的一种具有良好延展性的新一代钛铝合金。它们还以其先进的性能组合而闻名，如低密度、高强度、耐腐蚀和抗蠕变，以及工作温度高达650-700°C。Ti-22Al-25Nb (.%)合金是目前研究最广泛的正交晶合金之一。但为了提高其蠕变强度和抗氧化性能，需要添加Mo、Zr、Si等多种合金元素。

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采用等离子体旋转电极法(PREP)制备Ti-45Al-7Nb-0.3W粉末。

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采用等离子体旋转电极工艺(PREP)制备了Ti-45Al-7Nb-0.3W粉末(≤150 μm球形粉末)。上图显示了粉末的扫描电子显微镜(SEM)图像。使用自制SEBM机器。制作了各尺寸20毫米的立方体样品。

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传统的ti2alnb基合金的铸造和锻造工艺由于涉及多个阶段，成本高且难度大。它在形状成形方面也有局限性，因为正交晶合金有较差的成形性和偏析倾向。粉末冶金技术，如火花等离子烧结和热等静压，已被用于生产钛正交晶合金。然而，复杂几何形状零件的制造成本高且有限，机械性能有待提高。

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传统的焊接技术已成功地应用于钛铝合金的电子束或激光焊接，但金属间化合物合金的熔焊连接仍具有挑战性。tial基合金在焊接后出现了严重的冷裂纹。指出通过控制冷却速度和焊后热处理可以减轻裂纹。电子束焊接是连接钛铝合金的首选方法，但由于合金易发生冷裂，因此需要仔细控制焊接参数。

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古埃及人使用铜和As涂层的金属工具

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金属间化合物，也称为金属间合金，是由两种或三种金属或金属和非金属的原子组成的固相，它们的晶体结构不同于那些组成元素。金属间化合物早在公元前2500年就为人类所知。埃及人和安纳托利亚人用铜和As的金属间化合物作为涂层来加强金属工具 (见上图)。在20世纪50年代和60年代，金属间化合物的结构和性能被广泛研究，结果发现了许多有吸引力的性能。近年来，Cr供应的战略性质引起了人们对金属间化合物作为含Cr合金替代品的兴趣。自20世纪70年代以来，全球范围内的研究对我们对金属间化合物及其合金的组织和性能的基本认识作出了广泛的贡献。

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增材制造技术已广泛应用于制造几何复杂性高、功能性能强的金属零件。激光粉末床熔合(L-PBF)，也被称为选择性激光熔化(SLM)，由于其能够生产高质量的几何形状复杂的金属部件，受到了学术界和工业界的广泛关注。它利用聚焦激光束，根据cad数据分层选择性地熔合金属粉末。

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另一种AM工艺——选择性电子束熔炼(SEBM)已被用于制备钛铝基金属间化合物。

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