基于不同Mo添加的激光立体成形Ti-6Al-xMo合金的显微组织演化和力学性能研究

本文采用激光立体成形技术(Laser Solid Forming,LSF),基于Mo当量混合Ti、Al、Mo粉末沉积新型Ti-6Al-xMo(x＝2、3、4)钛合金,研究了其显微组织形成与室温拉伸性能。结果表明：三种合金的凝固组织均呈现沿<100>方向生长的粗大柱状晶,顶部为细小等轴晶,且随着Mo含量的增加,柱状晶宽度逐渐减小,等轴晶层厚度逐渐增大;初生β晶粒中的微观结构是由初生α板条和残余β相组成的,还存在晶界α和α束域,通过电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction, EBSD)分析发现三种成分均出现12种α变体且出现变体占优现象;随着Mo含量的增加,Ti-6Al-xMo强度硬度增加,延伸率减小,初生α板条宽度和面积比减小,增加到Ti-6Al-4Mo时,晶内出现次生α相。相比之下激光立体成形Ti-6Al-2Mo、Ti-6Al-3Mo分别具有抗拉强度962MPa、延伸率11.5%和抗拉强度982 MPa、延伸率9.2%的优异室温拉伸性能。     

不同类型激光器对激光多层沉积Ti-35V-15Cr合金显微组织及性能的影响

目的 探讨半导体激光器与CO2激光器对激光多层沉积合金显微组织及性能的影响机理。方法 以充分混合的Ti、V、Cr粉末为原料,于预先打磨后的Ti-6Al-4V基板上使用CO2和半导体两种激光器进行激光多层沉积Ti-35V-15Cr,通过光学显微镜和扫描电镜、激光点火法、显微硬度测试和Jmat-Pro软件计算分别评价不同激光器下沉积试样的显微组织特点、抗阻燃性能对比和组织形成机理分析。结果 半导体激光器与CO2激光器沉积的试样显微组织存在很大差别,前者为全等轴组织,等轴晶平均尺寸为100 μm,晶粒大小与形状基本一致,沉积区与基材之间的过渡区域存在平均宽度为200 µm、长度为526 µm、长宽比为2.6的类等轴晶,通过扫描电镜观察发现在部分等轴晶内部存在亚晶结构;后者主要为平均尺寸120~200 µm的柱状晶组织,沉积试样顶部为平均直径为52 µm的细小等轴晶,通过扫描电镜观察发现枝晶偏析组织,枝晶间的距离为5~10 µm。抗阻燃性方面,半导体激光器制备的Ti-35V-15Cr试样的抗阻燃性能略优于CO2激光器制备的Ti-35V-15Cr试样,平均显微硬度前者为375HV,后者为363HV。结论 由于激光多层沉积Ti-35V-15Cr对半导体激光器与CO2激光器产生的激光吸收率不同而使二者形成完全不同的显微组织,由半导体激光器制备的Ti-35V-15Cr试样显微硬度更高、抗阻燃性能更好。