大连理工研究团队在颗粒增强钛合金方面取得重要进展

Ti6Al4V广泛应用于航空航天领域，但较低的硬度和耐磨性限制了其进一步发展。添加陶瓷颗粒，如SiC、TiB和TiC，可以有效提高Ti6Al4V基体的相应性能。目前，定向能量沉积技术（DED）是制造TiCp增强Ti6Al4V的最佳方法之一。虽然通过热处理可实现组织调控，但原位组织调控具有更高的灵活性和效率，更具优势。

因此，提出电感-激光复合直接能量沉积技术（FEMI-DED）来改善缺陷和原位组织，并对FEMI-DED机理进行深入 揭示。

大连理工大学机械工程学院吴东江教授课题组，采用DED与FEMIDED制备质量分数10% TiCp增强Ti6Al4V，对比分析发现FEMI-DED可以改善TiCp增强Ti6Al4V的组织和力学性能。该研究以TiCp reinforced Ti6Al4V of follow-up synchronous electromagnetic inductionlaser hybrid directed energy deposition: Microstructure evolution and mechanical properties发表在Additive Manufacturing上。

研究结果表明，与DED相比，由FEMI-DED制备的10% TiCp增强Ti6Al4V中的枝晶状TiC（DPT）数量减少，同时形成了大量的颗粒状TiC。TEM显示DPT与α-Ti基体之间的界面为半共格界面，并且存在[10]α-Ti/ [1] TiC，（01）α-Ti //（1） TiC取向关系。

FEMI-DED过程中，感应电流使凝固区域的冷却速率变小，熔池后部的温度梯度G减小，生长速率R增加，使得成核倾向增大。另一方面，熔池中不均匀的交变电磁力产生的压拉力和剪切力，以及溶质驱动的重熔作用使得TiC发生破碎，从而对复材组织形态实现了有效的调控。