金属钽添加对激光粉床熔化制备钛合金微观组织和力学性能的影响

摘要

激光粉末床熔化技术(L-PBF)材料库的扩大对材料科学的发展具有重要意义.在本研究中,首次将生物医用钛合金Ti-13Nb-13Zr与不同金属钽(2 wt％～8 wt％)混合后采用L-PBF技术成形.成形合金微观组织由β相基体以及部分未熔化的纯钽组成,由于马兰格尼效应的影响,部分未熔化的金属钽沿熔熔池的边界分布.金属钽熔化吸收了大量的能量,随着金属钽含量的增大,熔池逐渐减小,细小的晶粒分布在熔池的中心.随着重熔现象的出现,在熔池边界处的晶粒增大.由于金属钽引起的晶格不匹配,在未熔化的金属钽附近出现柱状晶转变为等轴晶现象.随着金属钽含量的增加,再结晶织构增强,纤维织构减弱.由于在L-PBF成形过程中细小的马氏体α′相析出,样品的压缩强度比传统方法制备的强度高.本研究将为未来采用L-PBF工艺制备生物医学合金提供重要参考.