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通过钒中间层实现Ti-6Al-4V到Ti-48Al-2Cr-2Nb的双金属结构激光增材制造

DOI：10.1016/j.matlet.2019.127210 期刊：Materials Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 作为一种潜在的候选材料，Ti6Al4V（TC4）/Ti48Al2Cr2Nb（TiAl）双金属结构（BS）材料在航空航天工程领域具有良好的发展前景，对航空发动机涡轮叶片（TiAl）与涡轮盘（TC4）的一体化制造具有广阔的应用前景。然而，通过TC4/TiAl BS的直接键合，容易产生脆性金属间化合物，从而增加裂纹敏感性。因此，TC4/TiAl BS的应用在一定程度上受到限制。本研究采用激光增材制造（LAM）技术，通过V中间层制备TC4/TiAl BS，进一步限制脆性相的形成。实验结果表明，V中间层能有效抑制脆性相（Ti3Al）的生成，降低成形件的裂纹敏感性，并在TC4/TiAl BS界面形成良好的冶金结合。室温拉伸测试结果显示，BS试样的抗拉强度和延伸率分别约为476 MPa和2.8%，表明该接头的强度超过了未使用V中间层的沉积TiAl合金。
作者： Zhanqi Liu，Ruixin Ma，Guojian Xu，Wei Wang，Jin Liu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究在激光增材制造中采用钒中间层制备Ti-6Al-4V(TC4)/Ti-48Al-2Cr-2Nb(TiAl)双金属结构(BS)，以抑制脆性相形成并提升力学性能。

研究成果

V中间层有效减少了激光增材制造(TC4/TiAl)双金属结构中脆性相的形成，从而提高了拉伸强度和延伸率。界面冶金结合及力学性能表明，V是此类应用的理想中间层材料。

研究不足

该研究聚焦于室温性能，未深入探究双金属结构的高温表现或长期耐久性。

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