研究目的
研究铁对激光粉末床熔融制备的Ti-6Al-4V微观结构发展的影响，以设计具有优异力学性能的新型钛基合金。
研究成果
铁含量增加至3 wt%（重量百分比）可使激光粉末床熔融成形的Ti-6Al-4V合金微观结构显著细化，且不会形成有害金属间化合物。通过热处理可优化所得微观结构，获得理想的完全层状α+β组织。
研究不足
该研究聚焦于铁添加量不超过3 wt%（重量百分比）的情况，超过此比例后细化效果不再显著。研究同时指出，由于采用逐层沉积工艺，实现真正等轴晶粒存在挑战。
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铁在减小激光粉末床熔融制备Ti-6Al-4V微观结构各向异性中的影响
DOI：10.1007/s11661-020-05692-6
期刊：Metallurgical and Materials Transactions A
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
在为金属基增材制造（AM）适配合金方面仍存在重大挑战。因此，调整合金成分以适应该工艺——尤其是在接近工业实践的条件下——成为一种潜在解决方案。本研究旨在为激光粉末床熔融技术设计具有优异力学性能的新型钛基合金，通过探究铁元素对Ti-6Al-4V合金显微组织演变的影响来实现这一目标。研究采用电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）和原位高能同步辐射X射线衍射技术，深入解析了合金成分（特别是铁元素）与晶粒尺寸之间的作用机制。研究发现，当铁添加量不超过3 wt%时，显微组织会逐步细化。通过利用增材制造特有的冷却速率并控制适宜的铁含量，可获得可通过热处理优化且不会明显析出有害脆性相的显微组织。最终形成的显微结构由理想且研究充分的完全层状α+β组织构成，其存在于细化的原始β晶粒内。
作者：
MARCO SIMONELLI，DAVID GRAHAM MCCARTNEY，PERE BARRIOBERO-VILA，NESMA T. ABOULKHAIR，YAU YAU TSE，ADAM CLARE，RICHARD HAGUE
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