在航空航天、医疗器械等领域,近β钛合金TB6凭借优异的力学性能与耐腐蚀性备受青睐,但其传统加工难度大、成本高、周期长,严重制约了广泛应用。PBF-LB/M技术为TB6成形提供了新路径,然而该工艺复杂的热循环易导致材料组织不均匀,如何通过热处理调控其组织与性能,成为学界与业界共同关注的关键问题。
近期,南昌航空大学科研团队在《稀有金属材料与工程》上发表的论文《选区激光熔化TB6钛合金α相析出和力学性能研究》,为TB6的PBF-LB/M热处理工艺优化提供了重要依据。此类研究对增材制造设备的工艺稳定性、参数精确控制及样品制备能力提出了极高要求。综合考量后,该团队选用了铂力特BLT-S210设备作为研究平台。
铂力特BLT-S210设备为研究时效温度(520℃、540℃、560℃)对组织性能的影响提供了可靠的工艺基础,确保了功率、扫描速度等核心参数在执行中的稳定与精确复现。此外,设备精准的基板预热控制(100°C)有助于减少热应力,其稳定的成型舱气氛管理为钛合金提供了无氧化的打印环境,从而共同保障了研究获得热输入一致、熔池行为稳定且无缺陷的沉积态试样。这为后续多温度点的时效处理研究,提供了纯净、可靠的初始组织,筑牢了科研数据可比性的基石。
(PBF-LB/M成形策略及试样方向与尺寸示意图。图片引用自原研究论文。)
一项系统的材料学研究,需要制备适用于不同表征手段的专用试样,并要求试样本身质量足以支撑高精度分析,而传统方式往往难以兼顾效率与一致性。
在该研究中,团队需要同时制备用于金相、SEM、EBSD(扫描步长0.2μm)等分析的10mm立方体试样,以及用于拉伸性能测试的φ6mm×40mm棒状试样。BLT-S210设备可在一次打印任务中灵活集成放置不同形状与取向的试样,其出色的成形能力更确保了试样的高致密度与表面质量。例如,论文中成功运用的EBSD分析及清晰的晶界相观测,间接印证了成形试样具备优异的微观结构完整性与表面状态,能够满足最前沿表征技术对试样质量的严苛要求。这种方式在提升科研效率的同时,消除了批次误差,为从微观组织到宏观性能的完整证据链构建,提供了严谨、高质量的实验样本基础。
(不同温度时效处理后的显微组织演变及晶粒尺寸统计。图片引用自原研究论文。)
南昌航空大学的此项研究,系统揭示了PBF-LB/M成形TB6钛合金在热处理过程中α相的析出动力学及其形貌演变规律,建立了相组成、微观组织与力学性能之间的清晰关联。该工作为深入理解增材制造钛合金的后续热加工行为提供了关键实验依据,也对航空航天等领域高性能钛合金构件的工艺优化具有重要参考价值。
(不同时效温度下PBF-LB/M制造的TB6合金的室温拉伸力学性能。图片引用自原研究论文。)
BLT-S210设备广受科研用户青睐,源于其高度契合研发需求的本质。迄今,铂力特已与清华大学、北京大学、上海交通大学、西北工业大学等全国200余所高校及科研院所建立了深度合作,BLT-S210设备持续在材料、制造、航空航天、医疗等多学科前沿领域发挥效能。
铂力特深知,金属增材制造技术的每一次突破,都根植于产学研用紧密协同的扎实土壤。铂力特愿成为这一创新链条中稳定、可靠的支撑环节。未来,我们将继续深耕高校科研领域,致力于通过提供更稳定、更开放、更智能的金属增材制造解决方案,成为广大科研工作者值得信赖的创新伙伴,共同拓展金属增材制造技术的科学边界与应用潜能。

