激光粉末沉积轻质Ti/Al密度梯度材料的裂纹形成机理及自愈合行为

作者：刘阳^*; 宋宇峰; 谭欣荣; ***; 蔡青山; 梁超平; 陈振湘; 杨凯; 陈宇强; 刘文辉

来源：中国有色金属学报, 2022, 32(03): 763-775.

• 增材制造
• 激光粉末沉积
• 梯度材料
• 裂纹
• 自愈合行为
• 组织结构演变

利用激光粉末沉积技术制备轻质Ti/Al密度梯度材料，采用扫描电子显微镜、电子探针显微分析仪、能谱仪、显微硬度测试仪等，分析了梯度材料的组织结构特征，研究了激光粉末沉积轻质Ti/Al密度梯度材料的裂纹形成机理及其自愈合行为。结果表明：轻质Ti/Al密度梯度材料的微观组织呈现渐变特征，相结构转变呈现Ti→Ti3Al→TiAl+Ti5Si3→TiAl3+TiAl+Ti5Si3+Al→Ti Al3+Al的规律变化；各梯度层(Ⅰ～Ⅴ)的平均硬度分别为370.9 HV0.1、619.4 HV0.1、567.7 HV0.1、459.5 HV0.1和213.8 HV0.1。梯度层中观察到裂缝存在，该裂纹在界面或缺陷(孔洞等)处萌生，在激光粉末沉积轻质Ti/Al密度梯度材料过程中，后续形成的熔池内金属溶液对裂纹具有填充作用，从结构上完成自修复，使裂缝得以愈合，可有效阻止裂纹进一步扩展。

• 单位
  湖南科技大学; 中南大学; 湖南云箭集团有限公司