材料研究学报

作者：杜子杰, 李文渊, 刘建荣, 锁红波, 王清江

单位：1.中国科学技术大学 合肥 2300262.中国科学院金属研究所 沈阳 1100163.青岛卓思三维智造技术有限公司 青岛 266109

关键词：金属材料,TC4-DT钛合金,CMT电弧熔丝增材制造,CET模型,3D-Rosenthal模型

采用冷金属过渡模式(Cold Metal Transfer, CMT)的同轴送丝电弧熔丝增材制造技术制备了TC4-DT钛合金直壁墙试块，对其高低倍组织及其形成机理进行了研究，使用3D-Rosenthal模型对其凝固过程进行了模拟计算。低倍组织表明，弧形热影响区为细等轴晶，堆积区底层为细柱状晶区，中层和顶层为等轴晶与短柱状晶的混合。这种组织，与电子束熔丝和旁轴送丝电弧熔丝的粗大柱状晶组织有明显的不同；堆积区的高倍组织以编织状的α相板条为主，在部分原始β晶界可见连续的晶界α相和集束状α相板条，且有热影响层界线，与电子束熔丝和旁轴送丝电弧熔丝的高倍组织接近。模拟计算的结果表明，熔池边界的最大温度梯度约为12652.6 K/cm，最大凝固速度约为1.5 cm/s，该凝固条件处于柱状晶-等轴晶转变(Columnar-Equiaxed Transformation, CET)模型中的混合组织区；根据计算结果，提高输入功率(P)和焊枪移动速度(V)可促进等轴晶的生成，当P>153 W、V>3.2 mm/s时可得到柱状晶与等轴晶混合的低倍组织，且晶粒尺寸随着V的增大呈减小的趋势。

来源：2020年第7期

《材料研究学报》期刊编辑部

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