纳米层状 TiAl 合金

抗拉强度近成形态

通过选区电子束熔化与后处理，制备出具有纳米层状全片层组织的 TiAl 合金，突破了 SEBM 成形 TiAl 组织粗大的瓶颈。

Jinhu, Liu · Wang, Zhimin · Li, Peng · Zhao, Zhang · Chenguang, Zhao · Zhao, Yu · Yue, Zhang · 梁永锋 · Junpin, Lin

Journal of Materials Research and Technology 2025

参数信息

平均晶粒直径

5.9 μm

平均片层宽度

8.64 nm

抗拉强度

932 MPa

室温延伸率

1.33 %

技术优势

晶粒细化 91.87%

打印态平均晶粒直径仅 5.9 μm，相比铸态合金显著细化，为后续纳米片层形成提供基础。

形成纳米片层

通过后处理获得平均片层宽度 8.64 nm 的近全片层组织，赋予合金潜在的高温性能。

抗拉强度翻倍

相比沉积态，后处理态抗拉强度提高 102.2%，达到 932 MPa，接近变形 TiAl 合金水平。

延伸率同步提升

在强度大幅提高的同时，室温延伸率提升至 1.33%，优于沉积态。

应用场景

• 航空发动机叶片：TiAl 合金是航空发动机叶片候选材料，纳米层状组织有望提升高温强度和抗蠕变性能，满足轻量化需求。
• 高温结构件：TiAl 合金本身耐高温，纳米层状组织可进一步改善高温力学性能，适用于涡轮增压器、排气阀等高温部件。
• 增材制造：SEBM 技术实现 TiAl 复杂构件近净成形，后处理获得纳米组织，为增材制造高性能 TiAl 提供路线。
• 精密机械：纳米层状组织强度高，可用于精密机械中承受高应力的微型结构件，如微型涡轮、精密夹具。