Cu改性Ti–6Al–4V沉积层

强塑同时提升

铜的加入使沉积态Ti–6Al–4V同时获得晶粒细化与残余β相增加，打破了增材制造钛合金强度与塑性难以兼得的矛盾。

Lin, Zidong · Song, Kaijie · Ziqian, Zhu · Kaiwei, Guo · Ya, Wei · 肖珺 · 于兴华

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2023

参数信息

屈服强度

934.32 MPa

抗拉强度

990.97 MPa

拉伸断裂延伸率

10.66 %

原始β晶粒尺寸

592 μm

α片层宽度

1.91 μm

晶界α宽度

0.45 μm

β片层宽度

0.2 μm

残余β相含量

18.67 %

技术优势

晶粒显著细化

原始β晶粒由836 ± 12 μm细化至592 ± 8 μm，α片层由2.56 ± 0.06 μm细化至1.91 ± 0.04 μm，晶界α由0.9 ± 0.07 μm细化至0.45 ± 0.04 μm。

塑性机制改善

断裂模式由脆性解理转变为韧性韧窝，归因于原始β晶粒、α片层和晶界α细化以及β→α′马氏体相变抑制。

应用场景

• 增材制造钛合金：打破增材钛合金强度与塑性的矛盾，扩大其工程应用范围。
• 航空航天结构件：提供兼具高强度和良好塑性的钛合金结构件，适应复杂载荷条件。
• 高性能机械部件：在保持高强度的同时提高塑性，降低零件断裂风险，提升可靠性。
• 定向能量沉积：使用Cu改性合金丝材可直接打印高强韧钛合金，无需改变工艺参数。