UHFP电流TiAl-4822合金

消除偏析与粗化

将超高频脉冲电流引入双丝电弧增材制造，同步抑制TiAl-4822的元素偏析并细化全片层晶粒，从而大幅改善组织均匀性与力学性能。

Xin, Jianwen · Li, Fang · Shen, Chen · Lin, Wang · Zhou, Wenlu · Danqi, Zhang · Zhang, Yuelong · Wu, Dongsheng · Hua, Xueming

Materials and Design 2025

参数信息

Al元素偏析抑制率

40 %

顶部区域片层厚度细化率

61 %

中部区域片层厚度细化率

23 %

室温极限抗拉强度提升

15 %

技术优势

偏析降低40%

高电流对微观偏析的抑制作用被超高频脉冲放大，Al元素偏析被抑制40%，提高了组织均匀性。

细化至顶部61%

超高频脉冲电流有效细化全片层晶粒，顶部区域片层厚度减小61%，中部减小23%，组织更细小均匀。

消除非连续粗化

高电流沉积时出现的非连续粗化结构被完全消除，避免局部性能弱化。

强度提升近15%

组织改善直接反映在力学性能上，室温极限抗拉强度提高近15%。

应用场景

• 航空发动机叶片：替代传统铸造或锻造叶片，利用增材制造直接成形复杂冷却结构，同时避免偏析和粗化带来的性能波动。
• 高温结构材料：为高温结构件提供组织均匀、强度提升的TiAl合金，减少因微观偏析和粗化导致的过早失效。
• 金属增材制造：该方法拓展了TW-DED-arc在金属间化合物增材制造中的工艺窗口，提高了组织可控性。
• 涡轮增压器部件：涡轮增压器部件需承受高温和离心应力，该方法可制造更均匀的TiAl部件，避免局部弱化。