钛合金电弧增材制造工艺方法及微观组织调控的研究现状

	钛合金电弧增材制造工艺方法及微观组织调控的研究现状
	黄健康 1; 吴昊盛 1; 于晓全 1; 刘光银 1; 余淑荣 2
刊名	材料导报
	2022-06-08
期号	14 页码:1-9
关键词	钛合金电弧增材制造微观组织调控工艺
英文摘要	钛合金以其高强度、抗高温蠕变、低密度以及良好的生物相容性等性能特点，在航空航天、生物医学等领域得到广泛应用。当使用传统机械加工和铸造工艺制造钛合金构件时，存在生产工艺复杂、材料利用率低、难以一次成型复杂结构等问题。增材制造（Additive Manufacture，AM）作为一种新兴制造技术，因其特有逐层堆积的工艺特性，在钛合金材料及其复杂构件生产制造方面具有广阔的应用前景。电弧增材制造（Wire Arc Additive Manufacture，WAAM）具有沉积效率高、原材料利用率高、设备成本低等特点，是增材制造工艺中研究最早且应用最成熟一种工艺方法。由于电弧增材制造过程中液态金属凝固速率大，其组织中易出现马氏体、针状α相、魏氏体相，这将极大削弱其力学性能并造成力学性能的各向异性。此外，构件表面粗糙度高、残余应力大、尺寸精度低等缺点也是限制电弧增材制造广泛应用的重要因素。因此需要对增材件微观组织进行调控，并改进电弧增材制造工艺，以提高钛合金构件性能。当前，钛合金增材件微观组织的调控主要有两种工艺路径：后热处理和实时调控。后热处理是对增材构件进行适当的热处理以改善合金组织，提高钛合金组织、性能的均匀性。实时调控主要通过添加合金元素的方法进行冶金调控，并且可以生成强化相或细化晶粒。此外，将增材制造与其他辅助工艺相结合，如借助层间冷却、喷丸和超声波冲击处理等工艺，不仅可以细化晶粒，还可以有效地释放残余应力。本文首先介绍了钛合金电弧增材制造技术的工艺特点，综述了用于制造钛合金零件的几种基本WAAM工艺，并介绍了不同工艺下钛合金的组织及性能。讨论了用于优化钛合金增材制造件的微观结构、提高其机械性能的工艺方法。最后总结了当前几种WAAM工艺的优劣，以及微观组织调控的方法，并展望了WAAM的未来研究方向。
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语种	中文
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/158174]
专题	材料科学与工程学院机电工程学院
作者单位	1.兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室; 2.兰州理工大学机电工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	黄健康,吴昊盛,于晓全,等. 钛合金电弧增材制造工艺方法及微观组织调控的研究现状[J]. 材料导报,2022(14):1-9.
APA	黄健康,吴昊盛,于晓全,刘光银,&余淑荣.(2022).钛合金电弧增材制造工艺方法及微观组织调控的研究现状.材料导报(14),1-9.
MLA	黄健康,et al."钛合金电弧增材制造工艺方法及微观组织调控的研究现状".材料导报 .14(2022):1-9.