熱處理對激光增材制造Ti2AlNb基合金組織及性能的影響*

（北京有色金屬研究總院復合材料中心，北京 100088）

Ti2AlNb基合金是一種以有序正交結構O相為主要組成相的新型高比強度金屬間化合物材料[1]。由于長程有序的超點陣結構減弱了位錯運動和高溫擴散，使得該類合金具有高的室溫抗拉強度、高的高溫抗拉強度和疲勞強度、較好的室溫斷裂韌性和抗裂紋擴展能力、良好的抗蠕變性能、中等抗氧化性能以及低的熱膨脹系數，與近α-Ti合金、γ-TiAl合金、Ti3Al合金及低Nb含量的Ti3Al-Nb等先進高溫鈦基合金以及IN718等鎳基高溫合金相比，具有自己獨特的優勢，已成為650～750℃下使用的最具潛力的未來航空航天發動機材料之一[2-4]。Ti2AlNb基合金的成分通常在Ti-（18%～30%，原子分數，下同）Al-（12.5%～30%）Nb，一般由B2、α2和Ο相中的兩相或者3相構成[3]。目前關于Ti2AlNb基合金的研究主要集中于制備工藝、組織性能關系、熱處理調控等方面[5-9]。然而Ti2AlNb基合金的加工條件十分苛刻，導致傳統成形技術制備Ti2AlNb基合金零件的生產成本高、周期長、材料利用率低，嚴重制約了該類材料的工程應用，因此急需發展該類材料零件的短流程、低成本制備技術。

激光增材制造技術以粉末或絲材為原料，通過高功率激光原位冶金熔化和快速凝固實現逐層堆積，直接從零件數字模型一步完成致密、高性能零件的近凈成形制造，對于制備Ti2AlNb基合金零件具有明顯優勢。已有研究表明，采用合理的工藝參數能夠制備出組織致密、拉伸強度良好的Ti2AlNb基合金薄壁試樣[10-11]，但是材料的塑性性能有待進一步提高。在激光增材制造及后期熱處理調控過程中，Ti2AlNb基合金組織及零件性能對所經歷的熱歷史過程及熱處理工藝非常敏感。……