3D打印技術(shù)(增材製造技術(shù))是一個(gè)移動(dòng)式點(diǎn)熱源瞬時(shí)加熱熔化後快速冷卻的過(guò)程,成形過(guò)程不僅涉及複雜的傳熱與傳質(zhì),還伴隨著複雜的組織相變過(guò)程,主要表現(xiàn)在加熱溫度高和冷卻速度快,對(duì)鑄態(tài)合金的微觀組織産生明顯的影響。另外,在增材製造鉬合金過(guò)程中,不同的激光功率與移動(dòng)速度對(duì)鉬基板進(jìn)行預(yù)熱時(shí),在高的殘餘應(yīng)力下,鉬合金極易出現(xiàn)缺陷,如氣孔、裂紋和焊道之間的潛在偏析。
噴霧造粒製備的鎢鉬(W-Mo)粉末經(jīng)過(guò)增材製造得到鉬合金的XRD圖顯示可以發(fā)現(xiàn)W2C和Mo2C相。在W-Mo粉末中,有機(jī)粘結(jié)劑或分散劑存在于W/Mo顆粒接觸的區(qū)域,W和Mo在燒結(jié)過(guò)程中均與有機(jī)粘結(jié)劑或分散劑發(fā)生反應(yīng),從而形成碳化物。而增材製造存在物理熔化、化學(xué)冶金等變化,會(huì)産生化合物或新相,對(duì)微觀組織及機(jī)械性能有很大影響。
研究表明:鈦鋯鉬(TZM)合金在電子束熔絲沉積過(guò)程中,單道多層沉積層采用不同送絲速度沉積的顯微組織形貌也不相同,沉積層均沒(méi)有明顯的彌散顆粒産生。這可能是在熔絲沉積製備TZM合金過(guò)程中,沉積層受到周期性的快速加熱和冷卻,一定程度上會(huì)導(dǎo)致沉積層中溶質(zhì)的固溶極限提高,抑制了第二相的析出。幷且偶爾可以發(fā)現(xiàn)部分納米級(jí)的白色顆粒,數(shù)量非常稀少,對(duì)其做X射綫能譜分析(EDS),可以得知顆粒主要爲(wèi)鋯的氧化物,顆粒直徑爲(wèi)500nm左右。在基體的位置做EDS分析,發(fā)現(xiàn)鈦的含量非常低,說(shuō)明沉積過(guò)程中鈦的燒損情況非常嚴(yán)重,加入的合金元素鈦沒(méi)有很好固溶以及形成增強(qiáng)顆粒。
鈦鉬(Ti-Mo)合金激光增材製造過(guò)程中,對(duì)相同工藝下進(jìn)行多層激光熔覆的不同Mo含量Ti-Mo合金進(jìn)行微觀組織觀察,熔覆層由表層細(xì)小的等軸晶和內(nèi)部粗大的柱狀晶組成,這是由Mo的含量決定的,隨著Mo含量的增加,等軸晶向柱狀晶轉(zhuǎn)變,幷且隨著Mo含量的增加,二元合金的相由α相轉(zhuǎn)變爲(wèi)β相;進(jìn)一步對(duì)Ti-Mo-Al三元合金進(jìn)行激光增材製造,發(fā)現(xiàn)隨著Al元素加入後,三元合金的表面由等軸晶變爲(wèi)了胞狀組織,這主要是由于凝固溫度梯度隨著加入合金元素産生變化導(dǎo)致的,幷且隨著Al含量的增加表層胞狀組織的寬度由窄變寬,胞狀組織層的寬度也隨之變寬。