激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金

近日，南京工业大学钛合金材料基础研究团队提出一种新型激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金。激光熔融沉积原料为采用等离子旋转电极工艺(PREP)制备的Ti-Fe-B合金粉末。其中添加适量的B以实现对增材制造钛合金组织的调控，促进等轴晶的形成，有效克服因钛合金增材制造凝固过程自发形核不足而产生柱状晶的问题。同时分别采用铸造、锻造的方式制备了该合金。对比发现，激光熔融沉积制得Ti-Fe-B合金具有更优的力学性能，其中抗拉强度达到779 MPa，分别达到锻造合金抗拉强度的1.5倍，铸造合金抗拉强度的1.7倍。

该研究认为，Ti-Fe-B合金在铸造凝固过程中生成TiB相，并在较低的冷却速率下，生长为宽大的针状组织；在锻造过程中，由于温度远低于TiB相熔点，针状组织仅在变形过程中发生机械破碎，生成相对较短的组织；而粉末制备过程中，制粉用Ti-Fe-B合金锻棒经历重熔以及高冷速下的再结晶过程，虽然锻棒中的针状TiB沉淀相分布不均匀，导致仅部分粉末颗粒上可以观察到TiB相，而富B颗粒则形成网状组织，但制得的粉末经后处理混匀并在激光熔融沉积时再次熔化，TiB沉淀相得以在微熔池中重新分布，形成一个更加连续、精细的组织。