团簇式方法设计具有高比强度的Ti-7Al-2V合金

• Published in: 中国有色金属学报（英文版） Vol. 33; no. 11; pp. 3364 - 3375
• Main Authors: 朱智浩, 刘田雨, 宋梦凡, 陈志鹏, 张爽, 董闯
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 大连交通大学材料科学与工程学院,大连 116028 2023; 大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室,大连 116024%沈阳铸造研究所有限公司高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室,沈阳 110022%大连交通大学材料科学与工程学院,大连 116028%大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室,大连 116024
• Subjects: 成分设计; 力学性能; cluster-plus-glue-atom model; Ti alloy; composition design; 钛合金; 团簇加连接原子模型; laser additive manufacturing; mechanical properties; 激光增材制造
• ISSN: 1003-6326
• DOI: 10.1016/S1003-6326(23)66339-3

基于团簇式设计方法,采用激光增材制造工艺制备一种近α型Ti-7Al-2V合金,其比强度优于Ti-6Al-4V合金的比强度.该合金的成分式为α-{[Al-Ti12](AlTi2)}15+β-{[Al-Ti14](V3)}2:其特征在于α结构单元比例提高为15/17(相对于Ti-6A1-4V的12/17),使合金成分偏向α-Ti;通过V元素合金化,提高了 β-Ti结构单元稳定性.该合金具有良好的激光增材制造成形性.沉积态下,该合金的显微组织由细网篮组织区、粗网篮组织区和超细α魏氏组织区构成.其中,粗网篮组织区的表面粗糙度明显低于细网篮组织区和超细α魏氏组织区的表面粗糙度.细网篮组织区的α相分布相比于粗网篮组织区更加均匀.该合金的抗拉强度为971～1005 MPa,屈服强度为891～921 MPa,伸长率为4.5％～6.6％,均与Ti-6A1-4V的相近,尤其是该合金的比强度为224～232 kN·m/kg,优于Ti-6Al-4V合金的比强度.