研究前沿：Scripta Mater.-增材制造钛合金β晶粒粗化-激光定向能量沉积

增材制造（AM）钛合金中，β-晶粒的热影响粗化，对于获得类似锻件的细β-晶粒非常重要。近日，西北工业大学黄卫东、林鑫教授团队在Scripta Materialia上发文，报道了激光定向能量沉积期间的瞬间高温（高于β-相变点Tβ）的热循环，可以使Ti6Al4V的等轴β-晶粒发生显著的粗化。初始β-晶粒较小、激光能量密度较大和预热温度较高的情况下，晶粒粗化更加严重，并提出了用于预测AM钛合金粗化的β-晶粒大小的修正模型。初始等轴β-晶粒尺寸（D0）约为80μm的Ti6Al4V基材。在25℃和预热800℃的情况下，研究了作为DED期间能量密度（El）的函数的Ti6Al4V粗化的β-晶粒尺寸（D）、晶粒粗化程度（m=D/D0）和晶粒粗化厚度（h）。下图为基材经过E_l=217J/mm的DED之后的OM和重构的EBSD图：(a)25℃基材；(b)预热的800℃基材。

下图为在25℃和预热的800℃基材的情况下，不同E_l的β晶粒的粗化。(a)通过实验和模拟得到的D₀和D，(b)晶粒粗化程度m和晶粒粗化厚度h。

下图为在不同工艺条件下，某一点（熔合线中间正下方150微米）高于T_β的温度，相应的加热和冷却速率。(a) 25℃基材；(b)预热的800℃基材；(c)温度高于T_β时的峰值温度T_p和时间Δt。

下图为在不同的E_l和D₀条件下，FE模拟得到β-HAZ中的m（彩色）和β-晶粒尺寸D（深灰色线）的等值线图：（a）25℃基材；（b）预热的800℃基材。

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359646221004607

https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114180

原文链接：http://www.cailiaoniu.com/225682.html