基于α''组织设计适于激光立体成形的新型高塑性Ti-4.13Al-9.36V合金

作者：刘田雨; 朱智浩; 张爽; 董闯^*; 闵小华; 王清

来源：材料研究学报, 2021, 35(10): 741-751.

• 金属材料
• 成分设计
• 团簇加连接原子模型
• 激光立体成形
• 加工硬化

为了提高Ti-6Al-4V合金的加工硬化率和塑性,基于其团簇成分式12[Al-Ti12](AlTi2)+5[Al-Ti14](V2Ti)设计成分式为4[Al-Ti12](AlTi2)+12[Al-Ti14](V2Ti)的(Ti-4.13Al-9.36V,%)合金,采用激光立体成形工艺制备Ti-4.13Al-9.36V和Ti-6.05Al-3.94V(对比合金),研究了沉积态和固溶温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态Ti-4.13Al-9.36V和Ti-6.05Al-3.94V合金的显微组织均由基体外延生长的初生β柱状晶和晶内细小的网篮α板条组成。Ti-6.05Al-3.94V合金的初生β柱状晶的宽度约为770μm,α板条的宽度约为0.71μm;而Ti-4.13Al-9.36V合金的初生β柱状晶的宽度显著减小到606μm,α板条的宽度约为0.48μm。经920℃固溶-淬火处理后Ti-6.05Al-3.94V样品的显微组织为α’+α相,其室温拉伸屈服强度约为893 MPa,抗拉强度约为1071 MPa,延伸率约为3%。经750℃固溶-淬火处理后Ti-4.13Al-9.36V样品的显微组织为α’’+α相,与α’马氏体相比,应力诱发的α’’马氏体能显著地提高合金的加工硬化能力,其室温拉伸屈服强度约为383 MPa,抗拉强度约为989 MPa,延伸率达到了17%。这表明,根据团簇理论模型调控α’’+α的显微组织能有效提高激光立体成形Ti合金的加工硬化能力和塑性。

• 单位
  大连交通大学; 大连理工大学