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电弧增材制备的304L/TC4梯度材料组织性能分析
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作者 王志江 郝丽娅 +1 位作者 王颖 刘烜 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 2026年第4期389-397,共9页
不锈钢与钛合金作为典型工程材料,在航空航天、化工、电力、核能及海洋装备等领域应用广泛.二者制备的梯度材料兼具多种优异性能,但目前电弧增材制造(WAAM)技术制备不锈钢/钛合金梯度材料的强度尤其是拉伸强度较低.为此,利用丝材电弧增... 不锈钢与钛合金作为典型工程材料,在航空航天、化工、电力、核能及海洋装备等领域应用广泛.二者制备的梯度材料兼具多种优异性能,但目前电弧增材制造(WAAM)技术制备不锈钢/钛合金梯度材料的强度尤其是拉伸强度较低.为此,利用丝材电弧增材制造技术制备以IN625为中间材料的304L/TC4梯度材料,并在IN625/TC4过渡区域引入少量Nb元素控制相组成,系统研究其微观组织、元素分布及力学性能.结果显示:以IN625为中间材料可以成功制备304L/TC4梯度材料,在304L/IN625侧,随着材料成分的变化,相组成由γ-Fe+α-Fe逐渐转变为γ-Ni,在IN625/TC4侧,由于Ti-Ni互溶性差,各区域材料的相结构依次为γ-Ni→γ-Ni+TiNi_(3)+(Cr,Mo)+Laves→TiNi+TiNi_(3)(短棒状)+(Cr,Mo)→TiNi+TiNi_(3)(网状)+(Cr,Mo)→TiNi+Ti_(2)Ni+(Cr,Mo)→β-Ti+Ti_(2)Ni→β-Ti+Ti_(2)Ni+α-Ti→β-Ti+α-Ti;梯度材料由304L至TC4显微硬度整体呈现先上升后下降的趋势,在40%TC4熔敷层硬度达最大值812HV_(0.5),归因于该熔敷层大量网状TiNi_(3)相及TiNi_(3)+(Cr,Mo)相的形成;梯度材料平均抗拉强度为201 MPa,平均伸长率为1.9%,断裂方式为脆性断裂,断裂于首层100%TC4熔敷层,该层主要相组成为β-Ti+Ti_(2)Ni.本研究提出了通过电弧增材制造技术制备以IN625为中间材料的304L/TC4梯度材料,在一定程度上提升了不锈钢/钛合金结合强度,为其在更广泛工程领域的应用提供了支撑. 展开更多
关键词 电弧增材制造 304l/tc4梯度材料 微观组织 力学性能
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