激光熔化沉积原位制备三维网状Ti6Al4V基复合材料的组织与力学性能

基于激光熔化沉积的快速熔化/凝固原理,在Ti6Al4V基体内原位自生出一种准连续网状组织结构,分别合成相同体积分数增强体增强的(TiB+TiC)/Ti6Al4V、Ti_(5)Si_(3)+TiC)/Ti6Al4V和TiC/Ti6Al4V三类钛基复合材料,对比分析基体和复合材料的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明:基体合金和复合材料组织均出现大小不一的柱状晶和等轴晶,晶内分布有板条状α相;(TiB+TiC)/Ti6Al4V材料的增强体分布在晶界,形成三维准连续网状结构;在Ti 5Si_(3)和TiC增强的钛基复合材料中,多元增强体细化晶粒,大幅度提高了复合材料的硬度和拉伸性能;(TiB+TiC)/Ti6Al4V材料的硬度、屈服强度和抗拉强度较基体分别提高了10.7%、21.8%、16.1%,但其伸长率较低,断口表现为脆性断裂;Ti_(5)Si_(3)+TiC)/Ti6Al4V材料的抗拉强度和伸长率分别为1163.6 MPa和8.33%,呈现出优异的强塑性匹配。