刘杨,徐雅欣,李文亚.冷喷涂Ti-Al复合材料的搅拌摩擦加工改性研究[J].表面技术,2025,54(3):210-219.
LIU Yang,XU Yaxin,LI Wenya.Modification of Cold Sprayed Ti-Al Composites by Friction Stir Processing[J].Surface Technology,2025,54(3):210-219 |
| 冷喷涂Ti-Al复合材料的搅拌摩擦加工改性研究 |
| Modification of Cold Sprayed Ti-Al Composites by Friction Stir Processing |
| 投稿时间：2024-05-11 修订日期：2024-12-26 |
| DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.03.019 |
| 中文关键词: 原位生成 TiAl复合材料 冷喷涂 搅拌摩擦加工 微观组织 力学性能 |
| 英文关键词:in-situ TiAl composite cold spraying friction stir processing microstructure mechanical property |
| 基金项目:航空发动机及燃气轮机基础科学中心重点项目(HT-P2022-B-Ⅳ-011-001) |
| 作者 | 单位 |
| 刘杨 | 西北工业大学 材料科学与工程学院，西安 710072 |
| 徐雅欣 | 西北工业大学 材料科学与工程学院，西安 710072 |
| 李文亚 | 西北工业大学 材料科学与工程学院，西安 710072 |
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| Author | Institution |
| LIU Yang | School of Material Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China |
| XU Yaxin | School of Material Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China |
| LI Wenya | School of Material Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China |
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| 中文摘要: |
| 目的 解决冷喷涂直接沉积钛铝金属间化合物时因金属颗粒硬脆而出现的沉积率极低或无法沉积等问题，针对增材制造钛铝合金的需求，采用冷喷涂和搅拌摩擦加工相结合的方法原位制备钛铝金属间化合物。方法 采用纯铝板为冷喷涂基板，经冷喷涂沉积纯Ti、Al后得到预沉积体，对已沉积的Ti-Al复合材料进行不同参数的搅拌摩擦加工后制备出试样，并采用光镜、扫描电镜、X射线衍射、硬度测试对比研究不同处理状态复合材料的组织和性能。结果 喷涂态沉积体并未形成Ti-Al金属间化合物。经FSP处理后，沉积体中形成了含有细小晶粒的Ti和Ti-Al金属间化合物复合组织。由XRD结果可知，FSP制备的金属间化合物为TiAl3，且复合材料中存在未反应的原始Ti颗粒。冷喷涂沉积体经热处理因Kirkendall效应会产生较大孔隙，但经FSP处理后组织致密，无明显孔隙，硬度显著提高到256HV，复合材料的组织得到细化。结论 通过高压冷喷涂技术和搅拌摩擦加工原位制备了组织均匀且致密、内部结合良好的钛铝金属间化合物，并使用优化后的搅拌摩擦工艺参数完成了良好的钛铝金属间化合物的增材制造，达到试验预期要求。 |
| 英文摘要: |
| Titanium-aluminum alloys are prone to cracks and oxidative inclusions when prepared by the thermal processing-type additive manufacturing technologies. With solid-phase additive manufacturing, the problems of cold spraying (CS) direct deposition of titanium-aluminum intermetallic compounds can be solved, but the metal particles are hard and brittle, resulting in a very low deposition rate or deposition failure, etc. In response to the needs of additive manufacturing of titanium-aluminum alloys, the combination of cold spraying and friction stir processing (FSP) method for the in-situ preparation of the titanium-aluminum is adopted. In order to meet the demand for additive manufacturing of titanium-aluminum alloys, the alloys are prepared in situ by combining cold spraying and friction stir processing. |
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