耐温600℃以上高温钛合金材料的激光沉积增材工艺
鑫精合技术研发团队首先从材料与工艺的匹配性入手，研究掌握了系列化耐温600℃以上高温钛合金材料的激光沉积增材工艺适应性。同时，鑫精合与中国科学院金属研究所、航天科工三院等单位合作，形成强强联合，开展了Ti60、Ti65、Ti750等高温钛合金牌号及800℃度以上钛合金基复合材料的材料开发、工艺摸索与设计应用技术研究，特别是通过六送粉头同时喷射多种不同合金元素及复合材料的方式，很好解决了传统冶炼过程偏析和难熔及多梯度温度冶炼难等问题，解决材料开发中的工艺性限制问题。
经过努力，鑫精合突破了600℃以上高温钛合金材料的激光沉积制造技术，掌握系列化高温钛合金材料的增材制造工艺。他们研发了高温钛合金材料分区成形策略、负搭接长城形扫描策略，结合搭接率参数的合理控制，并采用在激光沉积增材制造过程中添加活性金属粉末等方式，消除了高温钛合金激光沉积过程中可能出现的细微缺陷，实现了高温钛合金的高性能和高可靠性成形制造。
鑫精合旗下子公司天津镭明的LM-S2510激光沉积成形设备，制造出的600℃以上高温钛合金产品，已经在某飞机型号领域得到装机应用。
△高温钛合金激光沉积成形组织形貌（左图:优化前 右图:优化后）
3D打印的高温钛合金构件，内部组织均匀致密、缺陷可控，外观平整匀称，制件强度高、耐高温性好，综合性能优异。以某牌号高温钛合金为例，金属零件性能表现为：
1.室温抗拉强度达到1080MPa，屈服强度达到980MPa，延伸率达10%以上，冲击韧性αKU达到30J/cm2以上；
2.600℃高温拉伸强度可达700MPa，屈服强度达到560MPa，延伸率达到20%；
3.650℃高温拉伸强度到达640MPa，屈服强度达到500MPa，延伸率接近30%；
4.600℃450MPa应力下的高温持久达到30h以上；
5.650℃330MPa应力下的高温持久平均达到15h以上，并具有较高的断裂韧性值KIC。
鑫精合增材制造高温钛合金材料典型性能
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测试项目
|
试验温度，℃ |
性能项目 |
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A/% |
Z/% |
Rm/MPa |
Rp0.2/MP |
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室温拉伸 |
20 |
12 |
23 |
1085 |
986 |
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高温拉伸 |
600 |
21 |
48 |
707 |
563 |
|
高温拉伸 |
650 |
29 |
56 |
643 |
510 |
激光沉积增材制造的高温钛合金材料，以其良好的综合性能，特别是600℃以上优异的高温性能，将有望在航空航天、舰船和化工等各行业广泛应用。这个技术的应用突破，将为我国高端装备制造领域提供更强有力的高性能材料和工艺技术。
