选区熔化3D打印TiAl基合金的研究现状及展望

摘要

TiAl基合金(TiAl基金属间化合物),被认为是一种理想的新型轻质高温结构材料,在当代民用工业、兵器工业以及航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而TiAl基合金脆性较大,传统的成形方法难以制备出复杂结构的构件,严重制约了该合金的推广与应用。选区熔化3D打印是按照CAD模型的分层切片数据,以激光或者电子束为高能量热源逐层扫描熔化粉末,逐层堆积,直接实现构件的制造,代表了TiAl基合金成形最前沿、最新颖的技术。基于激光选区熔化成形(SLM)与电子束选区熔化成形(SEBM)制备TiAl基合金的最新研究成果,重点归纳了成形过程中常见缺陷的形成原因以及控制措施,详细阐述了工艺参数对成形质量、微观组织以及力学性能的影响规律,然后对比分析了SLM和SEBM制备TiAl基合金的优缺点。国内外的研究结果表明,控制TiAl合金的开裂倾向是SLM制备TiAl合金需要解决的首要问题,也是提高成形件致密度,改善力学性能的基础;而SEBM技术通过工艺优化,能够较好地抑制TiAl合金的开裂,获得高致密度成形件,其力学性能可以达到传统锻件、铸件的水平,更加适合TiAl合金的3D打印。最后对选区熔化3D打印TiAl基合金的研究方向提出了建议。