TiAl合金粉床电子束选区熔化成形研究进展*

车倩颖，李会霞，贺卫卫,2，朱纪磊,2，陈 睿，程康康，金园园，王 宇

(1.西安赛隆金属材料有限责任公司，西安 710018；2.西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室，西安 710016）

TiAl合金具有低密度、高比强度、高温抗氧化及抗蠕变性能优异等特点，被认为是极具应用潜力的轻质耐热材料，在600～900℃范围内有望替代镍基高温合金成为新一代航空发动机用高温结构材料[1-3]。目前，TiAl合金大部分采用铸造、锻造、粉末冶金等成形技术。常规铸造技术易形成粗大的组织和严重的成分偏析，产生孔隙、夹杂等缺陷，不能形成细小均匀的组织，需通过后续机械热处理细化晶粒。锻造技术经大变形加工获得综合力学性能优异的细小组织，但在复杂零件成形方面存在困难。粉末冶金可从根本上解决组织粗大、成分偏析等问题，制备出致密的TiAl合金，但常用的热等静压方法费时且成本较高。TiAl合金室温脆性大，加工性能差，传统的加工手段越来越难以满足工程化应用的需求，增材制造技术作为一种制备TiAl合金的近成形工艺，被寄予厚望。

目前，激光金属沉积（Laser metal deposition，LMD）、激光选区熔化（Selective laser melting，SLM）和电子束选区熔化（Selective electron beam melting，SEBM）等3D打印技术，都已经被人们用来尝试制备TiAl合金，但LMD 和SLM 工艺都无法解决成形时由于热应力导致的开裂问题。SEBM可预热温度至1000℃以上，有效降低增材制造快速熔化、凝固过程中的温度梯度，同时利用电子束快速扫描预热提高温度场分布均匀性，并进行随形热处理，进行残余应力原位释放，有效解决TiAl合金成形过程中的变形开裂问题；……