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

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。