高铌TiAl合金构件

原位热处理强韧化

通过线弧定向能量沉积工艺，获得具有位置依赖性微观结构和力学性能的Ti-45Al-8Nb合金构件，为增材制造TiAl部件的组织调控和性能优化提供基础。

Zhen, Wang · 史金飞

Materials Letters 2026

参数信息

极限抗拉强度（顶部）

510.5 MPa

延伸率（顶部）

0.39 %

极限抗拉强度（中部）

422.6 MPa

延伸率（中部）

0.56 %

技术优势

原位热处理，一次成形

沉积过程中的热循环对下方已沉积材料产生原位热处理效应，从而在构件不同区域实现不同的微观组织和力学性能组合，无需额外热处理工序。

强度与塑性可调

通过调整取样位置或沉积参数，可以在构件不同部位获得不同的性能组合：顶部区域强度高（510.5 MPa），中部区域塑性较好（延伸率0.56%）。

组织梯度可预测

从顶部到中部，层片团尺寸、γ相分数、织构强度、再结晶分数、残余应力和显微硬度均逐渐降低，而层片间距增大，这种规律性变化为构件性能预测和工艺优化提供了依据。

应用场景

• 高温结构件：直接制备形状复杂的TiAl高温构件，替代传统铸造或锻造加机加工的流程。
• 增材制造：验证WA-DED工艺对高铌TiAl合金的适用性，并为增材制造过程组织调控提供策略。
• 高温合金：为高温合金领域提供一种轻质高强材料，并探索增材制造工艺下性能优化的途径。
• 钛铝合金：扩展TiAl合金的增材制造工艺窗口，利用原位热处理效应调控组织与力学性能。