激光立体成形TC4-TA19功能梯度材料的热行为和组织

TC4-TA19功能梯度材料可在同一结构不同部位获得不同的性能，具备工程应用潜力和价值。激光立体成形是一种可靠的高性能金属构件制备技术，适用于制造功能梯度材料。本文对激光立体成形TC4-TA19功能梯度材料的成形过程热行为和3种典型成分梯度区的组织形态进行了模拟和实验研究。结果表明，成形温度场和凝固冷却速度受激光功率和层厚的影响显著，受扫描速度影响相对较小，对成分梯度不敏感。成分梯度区组织均由外延生长β柱状晶和晶内交错的α板条组成，其中α板条尺寸主要受合金成分影响，随TC4比例提高不断粗化。成分梯度区中成分界面处的组织具有较高的连续性，成分梯度越小，界面越不明显。成分梯度区具有较高的设计自由度，可通过调控激光功率和层厚优化凝固组织，利于实际生产。