高熵合金高能束增材制造及性能的研究进展

高熵合金（HEA）是目前材料和工程科学领域的研究热点。HEA不同于传统合金，由多种主要元素组成，因此HEA成分数量可能大大超过传统合金。HEA因其独特“近/等摩尔比”的成分构成，具备高硬度、抗氧化、抗腐蚀、耐高温、耐磨等优异的性能。增材制造（AM）与HEA结合可制备出高强度、高塑性、高度复杂几何体的金属零件。本文探讨了目前广泛使用的选区电子束熔化技术（SEBM）、选区激光熔化技术（SLM）、激光熔覆技术（LC）以及等离子熔覆技术（PC）。前两者用于制备块状HEA，后两者用于制备涂层HEA。SEBM制备的HEA延展性好，不易开裂；SLM制备的HEA成形精度、强度、表面光洁度高；LC制备的HEA熔覆层稀释度极低，组织致密；PC制备的HEA熔覆层几乎无气孔、无裂纹。本文系统总结了4种不同AM方法的技术特点，以及制备的HEA相较于传统铸造技术在微观结构特征、力学和耐腐蚀性能方面的优势，并详细介绍其内在机理。本文为开发AM制备高熵合金的前沿技术提供理论思路。     

环境氧含量对激光定向能量沉积TC4合金组织及性能的影响

研究了环境气氛氧含量对激光定向能量沉积TC4钛合金组织及力学性能的影响，通过OM、SEM和TEM及硬度试验、拉伸试验对成形试样的显微组织、力学性能和断口进行分析。结果表明：当成形气氛氧含量从50、500、 2000到5000μg/g逐渐提高，试样表面氧化程度增加，TC4钛合金试样表面颜色由银白色逐渐过渡到黄色、蓝色和深灰色；XRD图谱结果表明试块表面氧化物种类增多，氧化层的厚度也逐渐增加；试样显微组织逐渐由网篮状组织转变为针状马氏体α′组织，板条粗化，长宽比减小；TC4钛合金试样的硬度和室温抗拉强度随成形气氛氧含量的增加逐渐提高，受金属晶格畸变及冷却速度的影响，沉积态成形试样的抗拉强度由920 MPa增加到982 MPa，延伸率由12.4%减小到10.9%。     

扫描方式对GH4169合金电子束熔丝增材修复组织与性能的影响

采用电子束熔丝增材工艺修复GH4169合金试样，研究扫描方式（包括扫描波形和扫描频率）对电子束熔丝增材修复GH4169合金试样组织与性能的影响。利用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）观察修复试样的枝晶和Laves相形貌，并对室温拉伸性能进行分析。结果表明：不同扫描方式条件下的修复试样均成形良好，无气孔、未熔合等缺陷，修复区与母材之间为良好的冶金结合；无扫描、方形扫描、圆形扫描和S形扫描微观形貌均由外延生长的柱状晶组成；由于凝固速度和凝固方向的改变，Laves相尺寸变小，加入圆形扫描后Laves相由短链状和颗粒状转变为颗粒状分布，尺寸由11.39μm减小为4.34μm；半熔化区的宽度也由无扫描试样的45.46μm减小为圆形扫描方式的27.23μm。室温拉伸结果表明，与修复试样相比，母材试样的抗拉强度较低，但延伸率明显提高。加入扫描波形和扫描频率均能有效提高试样的力学性能，随着扫描频率增加，抗拉强度先是略有增加，然后急剧下降。在圆形扫描方式、 20 Hz条件下试样的抗拉强度最高，为932.42 MPa，较无扫描试样提高了87.51 MPa，延伸率达39.39%。