Ti6Al4V沉积块体

高功率近全致密

7 kW激光熔融沉积制备的Ti6Al4V块体，揭示组织性能沿沉积高度的非均匀规律，为大型钛合金构件高效制造提供依据。

张镇麟 · Geng, Zhi · 刘妍 · 陈永 · Rong, Peng · Ma, Sida · Xie, Pu · Feng, Aixing Xin · 陈辉

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2024

参数信息

致密度

99.94 %

最大缺陷直径

326.7 μm

<100 μm缺陷占比

65.53 %

<200 μm缺陷占比

92.76 %

α相平均宽度（底部→顶部）

3.22 to 0.88 μm

顶部抗拉强度提升

50 MPa

顶部屈服强度提升

50 MPa

顶部延伸率降低

2 %

技术优势

近乎全致密

沉积态密度达99.94%，内部缺陷以球形和气孔为主，最大直径326.7 μm，适合大型构件近净成形。

强度提升显著

顶部区域抗拉强度和屈服强度比中部和底部高约50 MPa，得益于细小的针状α相和高界面密度对裂纹扩展的阻力。

疲劳机制明确

疲劳裂纹起源于亚表面未熔合缺陷，不同阶段α板条作用不同，平行于拉伸方向的α板条促进大韧窝和高撕裂棱，提高塑性。

应用场景

• 航空钛合金构件：用于大型航空钛合金构件的近净成形与性能评估。
• 大型金属增材制造：验证7 kW高功率沉积工艺的可行性与组织均匀性。
• 高强度钛合金：提供顶部强度提升50 MPa的非均匀性数据。
• 疲劳关键结构：揭示疲劳裂纹萌生于未熔合缺陷及α板条取向影响。