来源 :金属3D打印专家铂力特2025-07-15
钛合金因高比强度、比刚度以及出色的耐腐蚀性等优势应用广泛。然而，在制造复杂构件时，传统成形技术受限于成本高昂、质量难以保证等问题，难以满足高效生产需求。金属增材制造技术，尤其是激光粉末床熔融PBF-LB/M技术，为复杂钛合金结构件的高效生产提供了新途径。不过，PBF-LB/M技术的高冷却速率会导致零件内部形成大量α马氏体，进而损害零件力学性能。近期虽有研究尝试在打印过程中调控热积累以实现马氏体快速分解，但其分解机制仍不明晰，限制了PBF-LB/M成形钛合金性能潜力的充分发挥。
针对这一挑战，西北工业大学材料学院黄卫东/林鑫教授团队创新性地设计并搭建了钛合金激光扫描热处理装置（获授权国家发明专利ZL202210269442.0），构建出接近真实PBF-LB/M热历史的循环热场，为揭示PBF-LB/M钛合金在热循环条件下的相变动力学机制提供关键实验平台。
热循环效应加速马氏体分解示意图
研究通过多尺度关联表征和高精度模拟，取得两项重大突破：其一，首次证实马氏体快速分解（ 200秒）的核心驱动力是源于马氏体相内部的β稳定元素（如Mo, V）在纳米尺度上的偏聚，诱发纳米尺度β相在马氏体内析出；其二，这些β相形成“扩散通道”，极大缩短元素扩散距离和扩散时间，从而加速马氏体分解和α相优化。这些发现为提升增材制造钛合金的性能奠定重要科学基础。该研究形成成果“Accelerated martensite decomposition in additively manufactured TA15 titanium alloy under thermal cycling”，发表于材料科学领域顶级期刊Journal of Materials Science Technology上。目前，该期刊的影响因子为14.3。本文的通讯作者为黄卫东教授团队的王猛教授（博士生导师），其长期从事金属增材制造技术研究，核心专利成分及组织可控的激光立体成形方法获中国发明专利奖优秀奖。
铂力特为此次研究提供了设备支持。团队研究人员借助BLT-S510设备，成功制备出马氏体含量可控的LPBF-TA15试样，为研究的顺利推进提供了有力保障。该设备通过多振镜协同控制系统实现高精度打印，为研究马氏体相变提供了高一致性的TA15钛合金试样；配备自主研发的质量追溯系统，通过实时监测打印过程保障了实验数据的可靠性；搭载BLT-MCS智能控制软件，其智能粉量调整和故障诊断能力提升了打印过程的稳定性，使团队能够高效制备符合研究需求的试样。
多年来，铂力特始终深耕科研领域，与多所高校、科研机构保持紧密合作，凭借设备和技术服务助力科研用户取得一系列国际先进的研究成果。未来，铂力特将持续发挥自身技术优势，携手客户取得更多突破性进展，为推动科研事业进步与产业升级贡献坚实力量