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。     

激光立体成形Ti-Al-Mo合金成分-组织相关性研究

研发高性能专用钛合金材料是激光增材制造钛合金在高端装备领域发展和应用的关键。然而，现有的合金设计方法效率低，难以建立钛合金成分-显微组织的定量关联。利用送粉激光增材制造(激光立体成形(LSF))高效制备系列成分钛合金的技术优势，制备60组不同成分的Ti-Al-Mo合金试样，结合显微组织观察和图像处理方法，获得不同成分Ti-Al-Mo合金的显微组织参数(晶内初生α板条宽度(W_α)及α相体积分数(F_α))，进而结合Back Propagation (BP)神经网络模型的建立，获得激光立体成形Ti-x Al-y Mo (2.0≤x≤7.5,2.0≤y≤9.0)合金成分-显微组织特征的定量关系。结果表明：W_α测量值主要分布在0.1～1.1μm范围内，Al含量一定时，W_α随Mo含量的升高而下降。在Al含量相对较低时(2.0%～4.5%，质量分数)，W_α呈现先缓慢下降、然后快速下降、进而缓慢下降的非线性趋势；而Al含量相对较高时(5.0%～7.5%),W_α呈现先缓慢下...