鈦合金增材製造通常因為外延生長使得晶粒沿打印方向形成粗大的柱狀晶，導致材料的力學性能具有明顯的各向異性。本論文中
提出一種快速熱處理（RHT）方法，將TC4鈦合金加熱到β固相轉變線溫度以上，並快速冷卻使得原始粗大β晶粒發生細化，形成了α+β雙相組織，既保證了TC4鈦合金的強度，又大幅提升了延伸率。同時討論了晶粒細化機理。相關論文以題為“Refinement of the grain structure of additive manufactured titanium alloys via epitaxial recrystallization enabled by rapidheat treatment”發表在Scripta Materialia。論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.01.027
作者對比分析了沉積態和快速熱處理SLM製備的TC4鈦合金晶粒尺寸變化。發現經過快速熱處理後初生β相的晶粒尺寸變小，沉積態由於粗大柱狀晶產生的取向織構也消失了。RHT處理後樣品中的大角度晶界比例增加，預示著其發生了再結晶。通過分析發現，RHT處理後形成的新β相在α/β界面形成，而新形成的β相是通過初生β相通過固相外延結晶長大形成，並且與初生β相或者α相存在Burger’s位向關係。
圖1沉積態和RHT處理後晶粒和取向差變化
圖2α相和β相對應的IPF取向圖以及對應晶粒的極圖取向關係
圖3 不同溫度下同一區域β相的IPF取向圖
圖4不同溫度下β相極圖計算結果與測試結果和RHT處理前後應力應變曲線
總的來說，經過RHT處理後，形成了α+β雙相層片狀組織，與傳統SLM製備的TC4鈦合金相比其強度略有下降，
延伸率大幅提升。並且RHT處理後初生β相晶粒尺寸發生細化，這對於提升TC4鈦合金的疲勞和斷裂韌性極為有利。本研究提出的熱處理方法對於增材製造製件獲得準等軸晶提供了一種思路。並且有可能應用到鋼材和鎳基高溫合金熱處理中，減小增材製造工藝所造成的取向問題並提升材料的疲勞強度。（文：砰砰砰砰）本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯繫，未經許可謝絕轉載至其他網站。
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