高性能金属零件激光快速成形技术研究进展

2011-02-18 16:48

　　梯度复合材料及多材料复合结构是结合零件不同部位的不同性能需要而发展的由2种及以上不同材料组成的新型材料/结构，其显著特点是材料和结构的不同部位具有不同的使用性能，为减缓不同材料之间由于热物理性能的不同而产生的应力，在2种材料之间往往采用成分连续梯度的方式进行过渡。近年来，采用激光快速成形技术发展新型的梯度复合材料和多材料复合结构正引起研究者的广泛关注。通过成形过程中连续改变材料组成并进行工艺调节，已成功制备出Ti→Ti+TiC、Ti64→Ti64+TiC、Ti→Ti-60%（原子数分数）Cr、316L不锈钢→Ni625→Ti6Al4V、GH163/Rene95、TA12/γ-TiAl等梯度复合材料及双性能材料[8,32-34]。图4为采用激光快速成形技术直接制备的由多种材料组成的样件，由于成形时较高热应力的存在，导致开裂的发生。因此，为发展具有应用前景的新型梯度复合材料和多材料复合结构，需要结合零件不同部位的性能要求，通过合金材料的选择、界面过渡设计、成形过程凝固组织及缺陷控制，着重解决不同材料界面过渡区的质量和组织稳定性的控制难题。

　　结束语

　　高性能金属零件的激光快速成形技术在研究及应用开发上已经取得了显著进展，并显示出良好的发展前景，但同时应该清醒认识到，激光快速成形技术在带来材料成分、组织、性能及零件形状等控制方面高度柔性的同时，也对成形过程及内部质量控制提出了很高要求，需要结合不同的应用方向，深刻认识并掌握成形过程中合金粉末的熔化过程、合金化及反应、凝固行为、应力形成及演化、缺陷和界面等的控制规律。（作者：北京有色金属研究总院有色金属加工事业部张永忠石力开）

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