TiC颗粒增强GH3536复合材料

低能量密度强韧协同

通过激光粉末床熔融低能量密度工艺控制TiC颗粒多尺度演化，实现纳米级化学传输与微米级碰撞粗化的层级分布，在1173K下获得优异强塑性匹配。

赵鹏 · 韩泉泉 · Zhang, Zhenhua · Zhongyang, Sui · 王丽乔 · 宋波 · Min, Zhu · 王协彬 · Setchi, Rossitza · 黄传真

International Journal of Extreme Manufacturing 2026

参数信息

极限抗拉强度

304 MPa

延伸率

42 %

技术优势

强塑性同时提升

低能量密度抑制TiC颗粒的碰撞驱动粗化，形成纳米与微米颗粒的层级分布，从而在1173 K下同时提高抗拉强度和延伸率。

粗化机理明确

揭示纳米TiC颗粒（<100 nm）生长由化学传输主导，微米TiC颗粒（3–7 μm）由碰撞驱动粗化，为工艺调控提供理论依据。

工艺窗口可预测

建立基于熔池动力学的无量纲量框架，可定量评估能量密度对TiC颗粒演化的影响，指导工艺优化。

应用场景

• 增材制造金属基复合材料：用低能量密度LPBF打印出层级TiC分布，提升高温强塑性。
• 高温结构材料：在1173 K下获得304 MPa抗拉强度，替代传统高温合金部件。
• 镍基高温合金：GH3536基体添加TiC颗粒，改善打印件的强塑性。
• 颗粒增强复合材料：控制颗粒多尺度演化，获得纳米与微米颗粒的层级分布。