机械工程学报

作者：李得利, 汪瑞, 张晗, 林开杰, 顾冬冬

单位：1. 南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京 210016;2. 南京航空航天大学江苏省高性能金属构件激光增材制造工程实验室 南京 210016

关键词：Ti/Al层状复合,界面结合,金属间化合物,元素扩散,力学性能；

采用激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion, LPBF)增材制造技术制备了Ti/Al层状金属复合材料(Ti/Al layered metal composites，Ti/Al LMC)，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、显微硬度及摩擦磨损实验等测试表征方法研究了Ti/Al LMC的成形质量、界面特性和力学性能。结果表明，根据异种材料特征有针对性地优化钛层和铝层的加工参数分别为800 mm/s、200 W；2 400 mm/s、350 W时，可获得较低孔隙率(2.73%)的Ti/Al LMC样品，且钛层与铝层界面结合良好，具备较高的显微硬度(226.3 HV0.2)和良好的耐磨性(磨损率为10.4×10-4 mm3/(Ν m))。在不同工艺参数下制得的样品中均出现了TiAl3金属间化合物，其形成原因是由于Ti/Al层状复合结构界面处存在相互扩散现象，且TiAl3沿最大冷却速率方向优先从铝层向钛层生长。摩擦磨损实验表明良好的界面结合及适量TiAl3金属间化合物的生成有助于提高Ti/Al LMC的耐磨性，磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。

来源：2022年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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