新闻资讯

Ti-1Al-8V-5Fe (Ti-185)等含铁β -Ti合金因其强度高（抗拉强度高达1600MPa）、成本低而受到人们的青睐。

钛合金具有较高的比强度和较高的工作温度。近年来，β -Ti合金因其较高的强度以及较其它Ti合金更好的韧性和抗疲劳性能而得到了广泛的研究。这些合金含有大量的β稳定元素(Mo, V, Cr, Fe)。由于成本高，β -Ti合金的大规模采用受到限制，这部分是由于Mo、V和Cr合金元素的成本。

Ti-1Al-8V-5Fe (Ti-185)是一种独特的低成本β -Ti合金，与Ti-10V-2Fe-3Al (Ti-1023)和Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti-5553)相比，它含有较低成本的合金元素，特别是Fe，同时提供高强度和疲劳寿命。尽管Ti-185在50多年前就获得了专利，但使用传统的加工方法在商业上并不可行。这是因为铸造过程中Fe发生了强烈的微偏析，导致成分变化较大，并导致脆性相的析出。在目前Ti-185合金的少数可实施应用中，多是通过对合金进行热处理，以产生由β基体和晶界初生α相组成的微观组织，以及晶粒内部α析出相的纳米级分布。

Joshi等人开发了Ti-185的加工路线，即粉末冶金结合热机械加工。这样就避免了Fe的偏析和有害β斑相的形成(β斑相是富含β稳定元素的β相区域，如Fe和/或Cr)。虽然Ti-185合金性能优异(拉伸强度1655MPa，伸长率4 - 6%)，但在制作组件时，需要经过漫长而昂贵的烧结处理和多次轧制步骤。Devaraj从相同的材料开始，通过在β -超温下时效处理，在β -基体中开发了具有非常精细的初生和次生α的分级纳米结构合金。这种显微组织产生了强度和延展性的独特组合，超过了现有的所有商业钛合金。

最终，用SLM法成功地生产出了一种因铸锭过程中严重偏析而易发生脆性的含铁钛合金Ti-185。在Ti-185中发现的小晶粒和这些β颗粒的缺失提供了强有力的冶金证据，表明Ti-185是一种很有前途的SLM材料。强度和塑性的显著结合是由于非常细的晶粒结构、分布在β (β)基体中的纳米级α相、高位错密度以及高氧含量。

通过对预制构件的微观结构分析表明，SLM可以用于产生具有纳米级析出相和非有害的铁偏析的非常细的晶粒组织。这一结果可以用SLM过程中的快速凝固条件来解释。压缩试验结果表明，无论是打印试样还是热处理试样，都能获得超高强度和合理的延性。该工艺为增材制造新系列含铁钛合金的开发开辟了一条新的途径。