激光熔化沉积原位制备三维网状Ti6Al4V基复合材料的组织与力学性能

作者：刘化强; 王治涵; 冯姝慧; 方旻翰; 韩远飞^*; 吕维洁

来源：中国有色金属学报, 2023, 33(02): 372-385.

• 激光熔化沉积
• 钛基复合材料
• 准连续网状结构
• 微观组织
• 力学性能

基于激光熔化沉积的快速熔化/凝固原理，在Ti6Al4V基体内原位自生出一种准连续网状组织结构，分别合成相同体积分数增强体增强的(TiB+TiC)/Ti6Al4V、(Ti5Si3+TiC)/Ti6Al4V和TiC/Ti6Al4V三类钛基复合材料，对比分析基体和复合材料的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明：基体合金和复合材料组织均出现大小不一的柱状晶和等轴晶，晶内分布有板条状α相；(TiB+TiC)/Ti6Al4V材料的增强体分布在晶界，形成三维准连续网状结构；在Ti5Si3和TiC增强的钛基复合材料中，多元增强体细化晶粒，大幅度提高了复合材料的硬度和拉伸性能；(TiB+TiC)/Ti6Al4V材料的硬度、屈服强度和抗拉强度较基体分别提高了10.7%、21.8%、16.1%，但其伸长率较低，断口表现为脆性断裂；(Ti5Si3+TiC)/Ti6Al4V材料的抗拉强度和伸长率分别为1163.6 MPa和8.33%，呈现出优异的强塑性匹配。

• 单位
  上海交通大学; 金属基复合材料国家重点实验室