Ti6Al4V/NiTi异质功能材料原位梯度增材成形与界面组织演化（特邀）

作     者：高佳丽 汪徐 郝云波 王志强 赵凯 

作者机构：上海理工大学机械工程学院 上海航天设备制造总厂有限公司 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：204-214页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金面上基金(52075341) 上海市国际合作项目(21510731500) 上海市自然科学基金(21ZR1427800) 

主　　题：激光熔化沉积 异质功能材料 原位梯度增材制造 界面组织 等能量密度成形 

摘      要：面向航天领域极端复杂工况，Ti6Al4V/NiTi异质功能结构可在充分发挥高比强度、耐蚀性等材料性能优势的同时实现智能变形等功能需求。然而，两种金属过渡界面区具有较高的开裂倾向。笔者采用激光熔化同步输送异质合金粉末沉积成形工艺，在富氧环境下开展了组分梯度过渡的Ti6Al4V/NiTi合金的原位制备，并在此基础上通过等能量密度成形法和基板热管理，实现了Ti6Al4V/NiTi异质材料的一体化沉积成形，分析了过渡区界面组织的演化规律。扫描电镜和能谱分析结果表明：经组分梯度优化后，梯度层界面之间呈良好的冶金结合；随着NiTi组分逐渐增加，从Ti6Al4V区到NiTi区，相组成演变为α-Ti+β-Ti→α-Ti+NiTi2→NiTi2→NiTi2+NiTi→NiTi→NiTi+Ni3Ti。梯度过渡区的显微硬度从Ti6Al4V区的343 HV±13 HV变化到NiTi区的275 HV±10 HV,40%Ti6Al4V+60%NiTi区域由于NiTi2强化相的析出而具有最高的硬度值，硬度值为576 HV±5 HV。