激光快速熔炼TC25G-TiAl4822梯度成分合金凝固组织演变行为

王洋, 冉先喆, 苏磊, 孔德智博, 程序, 李卓, 刘栋

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (03) : 95-104.

激光快速熔炼TC25G-TiAl4822梯度成分合金凝固组织演变行为

  • 王洋, 冉先喆, 苏磊, 孔德智博, 程序, 李卓, 刘栋
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摘要

未来高推重比先进航空发动机的发展对新型高性能轻质高温压气机整体叶盘需求迫切。激光增材制造TC25G-Ti Al4822双金属梯度结构材料作为轻质高压压气机整体叶盘备选的一种重要材料体系,其梯度过渡层合金的成分选择和凝固组织研究对指导相关构件结构性能设计具有关键影响。为理解(1-x) TC25G-x Ti Al4822梯度成分合金随粉末原料中Ti Al4822预合金粉末含量变化而出现的凝固组织演变行为,利用激光快速熔炼技术制备了两种单一原料(TC25G和Ti Al4822)成分合金锭和9种混合原料成分合金锭,并采用光镜、扫描电镜、XRD和透射电镜等材料表征设备和硬度测量装置进行研究。研究结果表明:随原料中Ti Al4822合金粉末含量的增加,合金凝固晶粒特征变化为树枝晶→等轴晶→树枝晶。合金室温显微组织发生如下的转变:αps+β+α2→αps2+β/B2→α+α2+β/B2→α2+B2→γ+γ/α2+B2→γ+γ/α2;由于不同成分合金中的相类型和含量变化,合金维氏硬度值呈先增加后减小的变化趋势,且在粉末比例为50%~70%时具有极大突变,硬度由620HV降到450HV。上述相关研究结果为双金属过渡层合金的成分选择需避开中间比例粉末含量范围提供了基础依据。

关键词

激光熔炼技术 / 梯度成分合金 / 凝固组织 / 相演变 / 硬度转变

中图分类号

V263 / TG146.23 / TG665

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王洋, 冉先喆, 苏磊, 孔德智博, 程序, 李卓, 刘栋. 激光快速熔炼TC25G-TiAl4822梯度成分合金凝固组织演变行为. 材料工程. 2025, 53(03): 95-104

基金

国家科技重大专项(2019-Ⅶ-0003-0143); 国家自然科学基金项目(52090044)

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