鈦合金及其復合材料是我國航空航天領域結構材料中的關鍵材料，被稱為航空工業的脊柱。高溫鈦合金是在傳統鈦合金的基礎上針對特定高溫環境所開發的鈦合金體系，具有比強度高、比剛度高、耐腐蝕、耐高溫等優異性能，因此被用作現代航空航天發動機或高溫段部件用關鍵結構材料[1–3]。高溫鈦合金可(ke)用于工作溫度 600 ℃ 以下的航空發動機(ji)(ji)(ji)高壓(ya)壓(ya)氣(qi)機(ji)(ji)(ji)葉片、飛(fei)機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)身構件(jian)及蒙皮等(deng)[4–6]。

TiAl 合金(jin)在耐(nai)高溫的(de)(de)基(ji)礎(chu)上，具(ju)有(you)更(geng)優異(yi)的(de)(de)抗(kang)蠕(ru)變和抗(kang)氧化特性，適用(yong)于先進軍(jun)用(yong)飛機(ji)發(fa)動機(ji)高壓壓氣機(ji)及低(di)壓渦輪葉片等[7,8]，是目前(qian)替代鎳(nie)基(ji)高溫合金(jin)的(de)(de)理想材料(liao)；Ti?V?Cr 系阻燃鈦合金(jin)應用(yong)于航空(kong)發(fa)動機(ji)的(de)(de)尾噴(pen)管和加力燃燒室[9]，可有(you)效(xiao)避免航空(kong)發(fa)動機(ji)鈦火風險。

隨著近幾年航(hang)空航(hang)天領(ling)域的(de)高速發展(zhan)，對結構材料(liao)性(xing)能、材料(liao)輕量化和一體化戰略(lve)應用(yong)的(de)需(xu)(xu)求(qiu)不斷(duan)提高，為(wei)了滿(man)足相關特(te)定領(ling)域的(de)特(te)定技術(shu)(shu)需(xu)(xu)求(qiu)，在高溫(wen)鈦合(he)(he)金不斷(duan)發展(zhan)的(de)同時，鈦基復合(he)(he)材料(liao)（titanium matrix composites，TMCs）也受到了廣泛關注(zhu)[10,11]。TiB、TiC、B4C[12]、氮(dan)化物(wu)、SiC、石(shi)墨烯、碳(tan)納米管、TiB2、LaB6 等(deng)[12–14] 多種陶瓷(ci)顆(ke) 粒或稀土間化合(he)(he)物(wu)被用(yong)于增強鈦基體，其中細(xi) TiB晶(jing)須和超細(xi) TiC 顆(ke)粒因其與(yu)鈦具(ju)有優異的(de)化學相容性(xing)而被廣泛應用(yong)。現階段，基于粉末冶金法(fa)、熔鑄法(fa)、自蔓延高溫(wen)合(he)(he)成(cheng)法(fa)等(deng) [15–17] 制(zhi)(zhi)造技術(shu)(shu)已經被用(yong)于制(zhi)(zhi)造顆(ke)粒增強鈦基復合(he)(he)材料(liao)。

增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)（additive manufacturing，AM）[18–20]技術憑借著特有的(de)(de)無需開模全(quan)數字化、快速凝(ning)固速度和近凈成形復(fu)雜零部(bu)件的(de)(de)獨特優勢(shi)(shi)，使其(qi)(qi)在(zai)航空航天領域結構件和功能件的(de)(de)示范(fan)應(ying)(ying)用越來越廣泛，為金(jin)屬基(ji)(ji)復(fu)合材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)制(zhi)備提供一(yi)種極具潛(qian)力(li)(li)的(de)(de)新方(fang)法。本文(wen)圍繞高(gao)溫鈦(tai)合金(jin)及增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)制(zhi)備鈦(tai)基(ji)(ji)復(fu)合材(cai)料(liao)(liao)(liao)，從(cong)微觀組(zu)織(zhi)特性(xing)、增(zeng)強相選擇、力(li)(li)學(xue)性(xing)能等方(fang)面(mian)系統梳(shu)理了(le)現階段國內外高(gao)溫鈦(tai)合金(jin)及其(qi)(qi)復(fu)合材(cai)料(liao)(liao)(liao)研究進展(zhan)(zhan)，并對該領域的(de)(de)發展(zhan)(zhan)趨勢(shi)(shi)進行了(le)展(zhan)(zhan)望，探討鈦(tai)基(ji)(ji)功能梯度材(cai)料(liao)(liao)(liao)在(zai)航空制(zhi)造(zao)方(fang)面(mian)的(de)(de)應(ying)(ying)用。

1、 高溫鈦合金的發展及其微觀組織

高(gao)溫(wen)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)也稱(cheng)耐熱(re)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)（使用(yong)溫(wen)度在(zai) 400 ℃以上），被廣泛應用(yong)于(yu)航(hang)空(kong)工業領域并(bing)對(dui)高(gao)溫(wen)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)需求呈(cheng)高(gao)速增長趨勢(shi)，代(dai)表(biao)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)有美國(guo)的(de)(de)(de)(de)Ti?1100、英國(guo)的(de)(de)(de)(de) IMI834[21]、俄(e)羅斯的(de)(de)(de)(de) BT18Y、中國(guo)的(de)(de)(de)(de) Ti60、Ti600 和(he)(he) Ti65 等，成(cheng)分均為 Ti?Al?Sn?Zr?Mo?Si 系(xi)，并(bing)且屬于(yu)近(jin) α 型(xing)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)[22]（如表(biao) 1所(suo)示）。近(jin) α 型(xing)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)兼顧了 α 型(xing)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)蠕變強度和(he)(he) α+β 型(xing)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)靜強度，穩態下以 α 相(xiang)(xiang)為基體(ti)(ti)，含有不(bu)超過(guo) 2%（質(zhi)量分數(shu)）的(de)(de)(de)(de) β 相(xiang)(xiang)穩定元素，具(ju)有較好的(de)(de)(de)(de)結構和(he)(he)組織(zhi)穩定性，是(shi)航(hang)空(kong)航(hang)天用(yong)高(gao)溫(wen)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)體(ti)(ti)系(xi)。Zr 和(he)(he) Ti 在(zai)周期表(biao)中屬于(yu)同族（IVB）元素，性質(zhi)相(xiang)(xiang)似，并(bing)且原子尺寸接近(jin)，不(bu)論在(zai)高(gao)溫(wen) β 相(xiang)(xiang)區(qu)還是(shi)在(zai)低溫(wen) α 相(xiang)(xiang)區(qu)，Zr 和(he)(he) Ti 都會無限固溶，形成(cheng)無限固溶體(ti)(ti)，對(dui)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)產生固溶強化。

在(zai) IMI829 鈦(tai)合金(jin)(jin)基礎上開發(fa)的(de)英(ying)國 IMI834 合金(jin)(jin)，短時服役溫(wen)度(du)可達(da) 650 ℃[23]，其特點是添加質量(liang)分數 0.06% 的(de) C，在(zai) α+β 兩相(xiang)(xiang)(xiang)區經(jing)熱(re)處(chu)理(li)(li)后得到雙態組(zu)(zu)織。經(jing)固溶和(he)(he)(he)時效熱(re)處(chu)理(li)(li)后，白色(se)初(chu)生 α 相(xiang)(xiang)(xiang)含量(liang)隨(sui)著固溶溫(wen)度(du)的(de)增大而減少，經(jing)時效處(chu)理(li)(li)合金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)除初(chu)生 α 相(xiang)(xiang)(xiang)外的(de) β 轉變組(zu)(zu)織全部由次生 α 相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)(zu)成(cheng)，且次生 α 相(xiang)(xiang)(xiang)形貌變化不(bu)大。IMI834 鈦(tai)合金(jin)(jin)棒材(cai)的(de)最(zui) 佳 熱(re) 處(chu) 理(li)(li) 工 藝 為(wei) (1005～ 1025 ℃)×2 h+水 淬 +(750～800 ℃)×2 h+空(kong)冷，合金(jin)(jin)的(de)高溫(wen)蠕(ru)變伸長率和(he)(he)(he)持久值分別提高到 0.147% 和(he)(he)(he) 127 MPa，這主要與空(kong)冷過(guo)程中(zhong)(zhong)形成(cheng)的(de)細長次生 α 相(xiang)(xiang)(xiang)有(you)(you)關(guan)[24]。由于組(zu)(zu)織中(zhong)(zhong)還存在(zai)少量(liang)等軸(zhou)初(chu)生 α 相(xiang)(xiang)(xiang)，對合金(jin)(jin)有(you)(you)強化作(zuo)用(yong)，與同類鈦(tai)合金(jin)(jin)相(xiang)(xiang)(xiang)比具有(you)(you)明顯優勢。目前已用(yong)于空(kong)客 A330 遄達(da) 700 發(fa)動(dong)機(ji)的(de)所有(you)(you)輪盤、鼓筒及后軸(zhou)，采用(yong)一(yi)體式(shi)焊接(jie)，能使發(fa)動(dong)機(ji)重量(liang)減輕。

美國(guo) Ti?1100[25] 合(he)(he)(he)金(jin)作(zuo)為(wei)防(fang)熱(re)瓦應用于(yu)(yu)超(chao)高(gao)速(su)載人飛行器的(de)(de)熱(re)防(fang)護系(xi)統，是在原(yuan)(yuan) Ti?6242S 鈦合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)基礎上通(tong)(tong)過調(diao)控 Al、Sn、Si 和(he) Mo 元素(su)研發出來的(de)(de)一(yi)種近 α 型高(gao)溫(wen)鈦合(he)(he)(he)金(jin)，其使用溫(wen)度(du)(du)提(ti)(ti)高(gao)至 600 ℃。Ti?1100 合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)特點(dian)是具備較低的(de)(de)韌性(xing)和(he)較大的(de)(de)疲勞裂紋擴展(zhan)速(su)率[26]，該合(he)(he)(he)金(jin)對雜質(zhi)元素(su)氧和(he)鐵(tie)的(de)(de)含量(liang)（質(zhi)量(liang)分數）控制在 0.07% 和(he) 0.02% 以下，低含氧量(liang)有助于(yu)(yu)提(ti)(ti)高(gao)高(gao)溫(wen)鈦合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)蠕(ru)變性(xing)能(neng)(neng)和(he)熱(re)穩定性(xing)，低含鐵(tie)量(liang)可(ke)避(bi)免蠕(ru)變抗(kang)力下降(jiang)[27]。付彬國(guo)[28] 通(tong)(tong)過調(diao)控 Ti?1100 中 Zr 元素(su)考察 Zr 對合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)顯微組(zu)織(zhi)和(he)力學性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)影(ying)響，研究表明(ming)(ming)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)鑄態組(zu)織(zhi)仍為(wei)魏氏(shi)組(zu)織(zhi)，原(yuan)(yuan)始 β 晶(jing)界明(ming)(ming)顯，主要由 α片層以及片層之(zhi)間(jian)殘留 β 相構成。Zr 含量(liang)的(de)(de)增(zeng)加對合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)組(zu)織(zhi)具有細化(hua)作(zuo)用，并能(neng)(neng)提(ti)(ti)高(gao)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)(neng)，顯微硬度(du)(du)隨 Zr 含量(liang)的(de)(de)增(zeng)加而增(zeng)加。

在我(wo)國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)發(fa)展中(zhong)，稀土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素在合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)體(ti)系中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)一直被(bei)探討和(he)研究。Ti60 是 Ti?Al?Sn?Zr?Mo?Nb?Ta?Si 系多元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)復(fu)合(he)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)近 α 型(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，應用(yong)于航(hang)空航(hang)天發(fa)動機渦(wo)輪葉(xie)盤葉(xie)片(pian)(pian)，合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)添(tian)加(jia)少(shao)量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)(gao)熔(rong)點 β 型(xing)穩(wen)(wen)定元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素 Ta、Mo，稀土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素 Nd[29–31]，α 型(xing)穩(wen)(wen)定元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素 Al、Sn、Zr 和(he)少(shao)量(liang)(liang)Si 元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)協同(tong)(tong)作用(yong)，硅(gui)化(hua)(hua)物、α2 相(xiang)(xiang)(xiang)在 α 片(pian)(pian)層間析出，起到有效釘扎作用(yong)，阻礙 α 片(pian)(pian)層內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位錯滑移和(he)攀移，合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)機制為(wei)細晶強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)，固溶強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)和(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬間化(hua)(hua)合(he)物（α2 相(xiang)(xiang)(xiang)）、硅(gui)化(hua)(hua)物彌散強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua) [32]，組(zu)織(zhi)(zhi)以針狀 α 相(xiang)(xiang)(xiang)和(he) β 相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)魏氏組(zu)織(zhi)(zhi)為(wei)主(zhu)[33]，伴(ban)有少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)網籃(lan)組(zu)織(zhi)(zhi)。添(tian)加(jia)稀土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素反應生成(cheng)稀土(tu)氧化(hua)(hua)物可(ke)以凈(jing)化(hua)(hua)基體(ti)、提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)熱(re)穩(wen)(wen)定性(xing)，稀土(tu)化(hua)(hua)合(he)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)也可(ke)作為(wei)異質(zhi)形核點阻礙晶粒長(chang)(chang)大，起到了細晶強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)，使(shi) Ti60 具(ju)有較高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)性(xing)等(deng)綜合(he)力學性(xing)能，服役環(huan)境(jing)可(ke)達(da) 600 ℃以上(shang)。Ti65 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)是由(you)(you) Ti60 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)優(you)化(hua)(hua)而成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，其長(chang)(chang)時(shi)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)(du)為(wei) 650 ℃，短時(shi)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)(du)可(ke)達(da) 750 ℃，在 Ti60 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)基礎上(shang)減少(shao)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素 Sn、Zr，同(tong)(tong)時(shi)添(tian)加(jia)弱(ruo) β 穩(wen)(wen)定元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素 Ta 以及高(gao)(gao)(gao)(gao)熔(rong)點元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素 W，彌補了合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損失，也改善了蠕變(bian)抗(kang)(kang)性(xing)和(he)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)持久性(xing)能。原(yuan)始 Ti65 板材為(wei)等(deng)軸組(zu)織(zhi)(zhi)，由(you)(you)等(deng)軸或拉長(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de) α 相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶間 β 相(xiang)(xiang)(xiang)構成(cheng)[34]，隨(sui)著熱(re)處理溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)和(he)固溶時(shi)效，組(zu)織(zhi)(zhi)轉變(bian)為(wei)典型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙態(tai)組(zu)織(zhi)(zhi)，片(pian)(pian)層厚度(du)(du)增加(jia)[35]，實現了塑性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)，是航(hang)空發(fa)動機高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)部件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)備(bei)選材料或作為(wei)復(fu)合(he)材料基體(ti)。

2、 顆粒增強鈦基復合材料的發展

目前鈦合金(jin)的(de)使(shi)用(yong)(yong)溫度普(pu)遍局限(xian)于(yu) 600 ℃ 左右，主要原因是當溫度超過 600 ℃ 時(shi)，合金(jin)耐(nai)熱(re)(re)性(xing)(xing)(xing)降低(di)，熱(re)(re)強性(xing)(xing)(xing)與熱(re)(re)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)難以(yi)匹配協(xie)調(diao)，導(dao)致合金(jin)抗氧化性(xing)(xing)(xing)和疲勞性(xing)(xing)(xing)能急劇下降，對航空(kong)發動機零部件存在有(you)鈦火風險[36]。為突破 600 ℃ 這一使(shi)用(yong)(yong)瓶頸(jing)，研究者(zhe)發現在高溫鈦合金(jin)中添加顆粒增強劑能有(you)效提高鈦合金(jin)高溫性(xing)(xing)(xing)能，同時(shi)具(ju)有(you)各向(xiang)同性(xing)(xing)(xing)、制備(bei)工藝簡單、二次加工性(xing)(xing)(xing)好和低(di)成本等特點。常用(yong)(yong)的(de)增強材料有(you) La2O3、SiC、TiC、TiB2、TiB 等。

在這些增強材料中，TiC 和 TiB 的熱膨脹系數與鈦基體的熱膨脹系數（(9.41～10.03)×10^?6 K^?1）相似[36?38]，可(ke)以(yi)有效降低(di)復(fu)合材料(liao)制(zhi)(zhi)備(bei)時(shi)產生(sheng)的熱殘余應力，制(zhi)(zhi)備(bei)出具有良(liang)好耐磨性（硬(ying)度增(zeng)強(qiang)）、高抗壓(ya)強(qiang)度和(he)優異的高溫穩定性（即抗蠕變性能）的輕質鈦基復(fu)合材料(liao)。

高溫鈦合金與其原位自生后的復合材料相比，硬度、屈服強度和抗拉強度都有顯著提升，但塑性會降低。與 IMI834 相比，鄭博文等[39] 制備的 TiC、TiB 和 La₂O₃ 三元增(zeng)強 IMI834 基復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料(liao)洛氏硬度(du)增(zeng)加到 HRC 55.1。Qin 等(deng)(deng)[40] 原位合(he)(he)成(cheng) (TiB+TiC)/Ti6242 復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料(liao)，其氧化速(su)率低于 Ti6242。神祥博[41] 使用放(fang)電等(deng)(deng)離子燒結(jie)法分(fen)別制(zhi)備不(bu)同體積分(fen)數的(de)(de)(de)(de) TiB/Ti 復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料(liao)，TiB 組(zu)織的(de)(de)(de)(de)長徑(jing)比較高，互相交叉呈立體網狀分(fen)布；隨著 TiB 含(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加，晶須(xu)團(tuan)聚增(zeng)多(duo)，在(zai)(zai) Ti 與 TiB2 界面(mian)處(chu)生成(cheng)的(de)(de)(de)(de) TiB 密度(du)最高，使內部(bu) TiB2 不(bu)能直接(jie)與 Ti 顆(ke)粒反(fan)應，只能與少量通過擴散(san)進入的(de)(de)(de)(de) Ti 原子發生反(fan)應，團(tuan)聚趨勢(shi)(shi)越來越明(ming)顯。在(zai)(zai)力學性(xing)能方(fang)面(mian)，隨著 TiB 含(han)量的(de)(de)(de)(de)提(ti)高，TiB/Ti 復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)相對密度(du)呈下降的(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)(shi)，但硬度(du)不(bu)斷增(zeng)大，抗(kang)拉強度(du)呈現出先增(zeng)大后減小的(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)(shi)，在(zai)(zai)燒結(jie)溫度(du)為 950 ℃ 時制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)(de)體積分(fen)數 3%的(de)(de)(de)(de) TiB/Ti 復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料(liao)抗(kang)拉強度(du)最高，同時延伸(shen)率隨燒結(jie)溫度(du)和 TiB 含(han)量的(de)(de)(de)(de)提(ti)高呈下降趨勢(shi)(shi)，壓縮屈服強度(du)和抗(kang)壓強度(du)增(zeng)大，與塑(su)性(xing)成(cheng)反(fan)比。

與基(ji)體(ti)(ti)合(he)金(jin)(jin)(jin)相比，復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)具有(you)更高(gao)的(de)(de)(de)(de)顯微硬(ying)(ying)度(du)、更低(di)的(de)(de)(de)(de)磨損(sun)率(lv)，表現(xian)(xian)出更優的(de)(de)(de)(de)耐磨性，在(zai)航空(kong)航天用金(jin)(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)中有(you)著(zhu)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)意義(yi)。Attar 等(deng)[42] 使(shi)用鑄造技術(shu)制(zhi)備 Ti?5%TiB2（質量分(fen)數(shu)），得到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)鑄態(tai)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)中 TiB 顆粒(li)(li)(li)偏粗，只觀察到(dao)(dao)(dao)較厚和(he)(he)較長的(de)(de)(de)(de)硼(peng)化(hua)物顆粒(li)(li)(li)，并沒(mei)有(you)出現(xian)(xian)大(da)(da)量平行針狀(zhuang)(zhuang) TiB，顯微硬(ying)(ying)度(du)高(gao)于工(gong)業純(chun)鈦，楊氏(shi)模(mo)量和(he)(he)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)數(shu)值均優于粉末冶金(jin)(jin)(jin)制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)，但(dan)孔(kong)隙的(de)(de)(de)(de)存在(zai)導致復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)彈性模(mo)量和(he)(he)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)降低(di)。Yamamoto 等(deng)[16]制(zhi)備了 B/Ti 原(yuan)子(zi)比為 0.3～0.6 的(de)(de)(de)(de)鈦基(ji)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)，由 Ti 基(ji)體(ti)(ti)和(he)(he)分(fen)散的(de)(de)(de)(de)片狀(zhuang)(zhuang) TiB 反應(ying)產物組成(cheng)，硬(ying)(ying)度(du)隨 B 原(yuan)子(zi)數(shu)分(fen)數(shu)單調增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)為 5.6～7.1 GPa，屈服應(ying)力隨 B 原(yuan)子(zi)數(shu)分(fen)數(shu)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)而增(zeng)(zeng)大(da)(da)；隨著(zhu) B/Ti 原(yuan)子(zi)比的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，磨損(sun)量減小(xiao)(xiao)，對磨損(sun)率(lv)的(de)(de)(de)(de)改善在(zai) B/Ti 原(yuan)子(zi)比為 0.3 左右達(da)(da)(da)到(dao)(dao)(dao)飽和(he)(he)。Li 等(deng)[43] 以 Ti?4.5Fe?6.8Mo?1.5Al 為基(ji)體(ti)(ti)，分(fen)別(bie)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)體(ti)(ti)積分(fen)數(shu) 5%、10%、15% 的(de)(de)(de)(de) TiB2，通過機械合(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)法得到(dao)(dao)(dao)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)。隨著(zhu)燒(shao)結(jie)材(cai)料(liao)(liao)從(cong)高(gao)溫冷卻，母相晶粒(li)(li)(li)尺(chi)寸越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，晶內缺陷越(yue)(yue)(yue)多(duo)，過渡(du)時(shi)析出相的(de)(de)(de)(de)形核速率(lv)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)，得到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)組織越(yue)(yue)(yue)細(xi)(xi)小(xiao)(xiao)，Ti 的(de)(de)(de)(de)晶粒(li)(li)(li)細(xi)(xi)化(hua)和(he)(he)晶格(ge)畸變在(zai)晶粒(li)(li)(li)內部積累(lei)了大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)微缺陷（位錯、空(kong)位），進一步(bu)細(xi)(xi)化(hua)晶粒(li)(li)(li)。隨著(zhu) TiB 含(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，鈦基(ji)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)密度(du)和(he)(he)硬(ying)(ying)度(du)也隨之增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，當 TiB2 體(ti)(ti)積分(fen)數(shu)為 15% 時(shi)，鈦基(ji)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)最高(gao)密度(du)達(da)(da)(da)到(dao)(dao)(dao) 4.713 g·cm?3，顯微硬(ying)(ying)度(du)達(da)(da)(da)到(dao)(dao)(dao) HV 851.58。

3、 增材制造技術制備鈦基復合材料研究進展

相(xiang)對于傳統制(zhi)(zhi)造(zao)技(ji)術，增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)作為一種(zhong)高速發展的(de)近(jin)凈成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)精(jing)細加(jia)工技(ji)術，采用“離散+堆積(ji)”原(yuan)理，這是一種(zhong)自下而上的(de)方法，由零(ling)件(jian)三維數(shu)據驅動直接制(zhi)(zhi)造(zao)零(ling)件(jian)，實現了(le)(le)復雜幾(ji)何(he)形(xing)(xing)狀(zhuang)構件(jian)的(de)一體化(hua)近(jin)凈成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)，減少時(shi)間和成(cheng)(cheng)本的(de)同(tong)時(shi)，增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)工藝的(de)高冷卻速率導致(zhi)了(le)(le)微觀結構的(de)大幅細化(hua)，提高了(le)(le)硬度(du)和強度(du)[18, 44]。目前，增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)技(ji)術已運用 于制(zhi)(zhi)備各(ge)種(zhong)不同(tong)類型及成(cheng)(cheng)分組成(cheng)(cheng)的(de)鈦(tai)基復合(he)材(cai)料(liao)中，如 TiC/Ti[45]、TiB/CP?Ti[46, 47]、TiB/Ti?6Al?4V[48, 49]、TiC/Ti?6Al?4V 等(deng)，為多(duo)種(zhong)鈦(tai)合(he)金與鈦(tai)基復合(he)材(cai)料(liao)復雜零(ling)部件(jian)的(de)研制(zhi)(zhi)打開了(le)(le)一扇新的(de)窗戶。但由于零(ling)件(jian)尺寸(cun)受(shou)限制(zhi)(zhi)，多(duo)用于復雜精(jing)密中小零(ling)件(jian)的(de)加(jia)工。

運用(yong)于(yu)鈦合金及(ji)其復合材(cai)料方(fang)面(mian)的增材(cai)制造技(ji)術(shu)主要(yao)有兩種：一種是(shi)預置鋪(pu)粉的選區激(ji)光熔(rong)化技(ji)術(shu)[50, 51]（selective laser melting，SLM），如(ru)圖(tu) 1（a）所(suo)示；另一種是(shi)噴(pen)嘴同步送(song)粉的激(ji)光直接沉積技(ji)術(shu)[52, 53]（direct laser deposition，DLD），用(yong)自動噴(pen)粉（同軸或非(fei)同軸）的方(fang)式將原始粉末(mo)引入由高功率激(ji)光產生的熔(rong)池中(zhong)焊接成形，如(ru)圖(tu) 1（b）所(suo)示。

B 單質和 TiB2 可與 Ti 基體原位自生晶須狀 TiB第二相，這是一種硬度很高的陶瓷增強相，與未增強復合材料相比，TiB₂ 陶(tao)瓷的(de)(de)添加(jia)顯(xian)著改善(shan)了(le)復合材(cai)料(liao)的(de)(de)硬度(du)、強度(du)和(he)耐腐蝕(shi)性(xing)能[54]，具有較(jiao)好的(de)(de)彈性(xing)模(mo)(mo)量以(yi)及高溫蠕變性(xing)能，但材(cai)料(liao)塑(su)性(xing)有所降低(di)，這是由于原(yuan)位合成(cheng) TiB 相的(de)(de)強化作(zuo)(zuo)用(yong)和(he)基(ji)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒細(xi)化的(de)(de)結果[46, 47, 55, 56]。通過(guo)激(ji)光的(de)(de)高能量密度(du)，粗大的(de)(de)共晶(jing)塊狀 TiB 可以(yi)細(xi)化至亞微(wei)米級(ji)或(huo)納(na)米級(ji)的(de)(de)晶(jing)須狀和(he)等軸狀。激(ji)光加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中分(fen)(fen)散到熔體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)增強粒子在基(ji)體(ti)(ti)(ti)凝固過(guo)程(cheng)中作(zuo)(zuo)為異(yi)相形核位點，導(dao)致基(ji)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒細(xi)化，從而(er)提高了(le)硬度(du)和(he)強度(du)，如圖 2 所示，通過(guo)增材(cai)制造(zao)技術制備(bei)的(de)(de)鈦(tai)基(ji)復合材(cai)料(liao)與原(yuan)基(ji)體(ti)(ti)(ti)合金相比硬度(du)均(jun)提高。這種晶(jing)粒細(xi)化程(cheng)度(du)主要(yao)受增強顆(ke)粒尺寸、體(ti)(ti)(ti)積分(fen)(fen)數和(he)分(fen)(fen)布(bu)模(mo)(mo)式的(de)(de)影響。

增(zeng)強(qiang)顆粒體(ti)積分數的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)和尺(chi)寸的(de)(de)(de)減小被認為有利于基(ji)體(ti)晶粒細化。如圖 3 所示，欽蘭云(yun)等 [56] 在(zai)TC4 粉末中分別添加(jia)質(zhi)量分數為 0.16%、1.61% 和3.22% 的(de)(de)(de) TiB2 粉末，生成(cheng)了針(zhen)狀(zhuang) TiB，并且隨著 B含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，TiB/Ti?6Al?4V 復合材料的(de)(de)(de) α 片層尺(chi)寸明顯減小、晶粒細化。在(zai) TiB2 添加(jia)量較大的(de)(de)(de)試樣中，針(zhen)狀(zhuang) TiB 增(zeng)強(qiang)相(xiang)聚集在(zai)一起成(cheng)簇生長，更有 部分出現聯結生長的(de)(de)(de)現象(xiang)，顯微硬度、抗拉(la)強(qiang)度和屈服(fu)強(qiang)度顯著提高。

在(zai)增材制(zhi)造加工中最(zui)常見的缺陷之一是(shi)孔(kong)(kong)隙，主(zhu)要分布在(zai)未(wei)熔(rong)合(he)、未(wei)熔(rong)化(hua)/部(bu)分熔(rong)化(hua)粉末(mo)顆粒、軌道間(jian)/層間(jian)分層中。這些氣孔(kong)(kong)作為(wei)(wei)應力(li)集中部(bu)位，會減少有效承載面積，對(dui)力(li)學性能產生(sheng)不利影響(xiang)，包括強度(du)(du)、蠕變(bian)性能和疲勞壽命等(deng)[57, 58]。通過調整工藝參數使(shi) TiC、TiB 變(bian)為(wei)(wei)納(na)米級并(bing)組成三維（3D）原位超細(xi)網絡結構可有效提(ti)高相對(dui)密(mi)度(du)(du) [59, 60]。Li    等(deng)[58] 以 Ti?6Al?4V 和 B4C 粉末(mo)為(wei)(wei)原料，通過優化(hua)的選區激光熔(rong)化(hua)工藝，原位合(he)成了無裂紋、相對(dui)密(mi)度(du)(du)幾乎(hu)為(wei)(wei) 99% 的大(da)塊(kuai)型鈦基納(na)米復(fu)合(he)材料，當(dang)體積能量密(mi)度(du)(du)在(zai) 120 J·mm?3 時，TiB 沿 [010]B27 方向的晶粒生(sheng)長速度(du)(du)較快，組織為(wei)(wei)超細(xi) TiB 短纖維，形成全(quan)連續的“壁狀(zhuang)”結構，使(shi)相對(dui)密(mi)度(du)(du)提(ti)高，少量的納(na)米級 TiC 呈現相當(dang)小的球狀(zhuang)形狀(zhuang)，也能起(qi)到復(fu)合(he)材料第(di)二相強化(hua)作用(yong)。

熱穩定性是高溫鈦合金的重要力學指標之一，國內主要是在原有高溫鈦合金成分的基礎上通過添加稀土元素來達到提升熱穩定的效果。稀土元素可與合金中的硫等雜質元素反應，在晶界析出，凈化基體，并作為脫氧劑與合金中的氧元素反應生成稀土氧化物，細化鑄態晶粒，凈化基體并阻礙位錯運動，同時提高熱穩定性[30]。丁超[61] 通過添加稀土元素釔使 Ti600 合金和鈦基復合材料產生細晶強化，提高合金和復合材料的熱穩定性。Bermingham 等[62]在電弧增材制造過程中向 Ti?6Al?4V 中加入微量LaB₆ 和硼，研究其對合金組織和拉伸性能的影響，發現鑭的合金化極大地改變了熔池的形狀和熔珠形狀。Feng 等[63, 64] 通過激光熔覆設備制備 LaB₆+AlB₂增強 Ti?6Al?4V 鈦基復合材料，其化學反應為2LaB₆+12Ti+3O→12TiB+La₂O₃。研究發現，添加適量的 LaB₆ 可以生成 La₂O₃ 增強相，并在基體中均勻分布，同時 La₂O₃ 促進了(le) TiB 的(de)非均勻形核，使 TiB 晶粒細(xi)化(hua)，提高(gao)顯微硬度(du)、耐磨性(xing)和抗高(gao)溫氧化(hua)性(xing)，擴大(da)其(qi)在高(gao)溫航空航天領域的(de)應用。

為了滿足航空(kong)航天(tian)(tian)等領(ling)域對結構件功(gong)(gong)能多樣化的(de)要求(qiu)，二維鈦基功(gong)(gong)能梯(ti)(ti)度(du)(du)(du)材(cai)料(liao)具(ju)(ju)有重要的(de)應用前景。激光直接(jie)沉(chen)積(ji)技術(shu)具(ju)(ju)有獨特的(de)逐層增材(cai)制(zhi)造(zao)特性(xing)(xing)，是(shi)制(zhi)備(bei)功(gong)(gong)能梯(ti)(ti)度(du)(du)(du)材(cai)料(liao)的(de)重要工藝，可(ke)以(yi)打印不同預(yu)混合比例的(de) Ti/TiC 或 TiB+TiC+α-Ti 周期性(xing)(xing)層狀結構，并且(qie)無離散界面(mian)。此外，增材(cai)制(zhi)造(zao)中(zhong)的(de)成分梯(ti)(ti)度(du)(du)(du)對于建立(li)鈦–硼(peng)二元體系(xi)渦輪葉(xie)片微觀結構和(he)性(xing)(xing)能的(de)影響具(ju)(ju)有重要意義，通過改變粉末成分和(he)使用適當的(de) CAD 建模來(lai)控制(zhi)多層結構硬度(du)(du)(du)，以(yi)此來(lai)擴大材(cai)料(liao)在(zai)航空(kong)航天(tian)(tian)和(he)汽車(che)行業的(de)可(ke)能性(xing)(xing)[65]。但(dan)是(shi)，目前在(zai)直接(jie)激光沉(chen)積(ji)陶瓷(ci)顆粒增強(qiang)的(de)鈦基功(gong)(gong)能梯(ti)(ti)度(du)(du)(du)材(cai)料(liao)微觀組(zu)(zu)織中(zhong)仍存在(zai)未熔陶瓷(ci)顆粒分布(bu)不均勻、初(chu)生增強(qiang)相中(zhong)樹枝狀粗大、鈦基體組(zu)(zu)織較(jiao)粗大等問題，這些問題限制(zhi)了鈦基功(gong)(gong)能梯(ti)(ti)度(du)(du)(du)材(cai)料(liao)的(de)綜(zong)合力學(xue)性(xing)(xing)能，進一步(bu)地限制(zhi)了其工程(cheng)應用。

Zhang 等(deng)[66] 采(cai)用不同比例的(de)(de) Ti 和 TiC 預(yu)混合粉(fen)體制備薄壁，得到了 TiC 體積分數最(zui)高達 40%的(de)(de) Ti?TiC 復(fu)合材(cai)料(liao)，所(suo)有激(ji)(ji)光沉(chen)積材(cai)料(liao)都是完全致密的(de)(de)，沒有任何氣(qi)孔或裂紋等(deng)缺(que)陷(xian)。Nartu 等(deng)[65]用激(ji)(ji)光工程化凈成(cheng)形（laser engineered net shaping，LENS）工藝制備原位(wei) Ti?35%B4C（質量(liang)分數）復(fu)合材(cai)料(liao)，其中一(yi)層(ceng)主(zhu)要由(you) TiB2 和枝晶間 TiC 相(xiang)組(zu) 成(cheng)，而另一(yi)層(ceng)的(de)(de)微觀結構較為復(fu)雜，由(you) TiB、TiC、部分熔(rong)融 B4C 和 α-Ti 相(xiang)組(zu)成(cheng)。增(zeng)加(jia)激(ji)(ji)光功率可(ke)使(shi)這(zhe)些層(ceng)的(de)(de)高度(du)(du)/厚度(du)(du)增(zeng)加(jia)，在(zai)激(ji)(ji)光功率 700 W 條件下(xia)表現出最(zui)好的(de)(de)綜合磨(mo)損和硬度(du)(du)，由(you)于 TiB +TiC+α-Ti層(ceng)沉(chen)淀數密度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，使(shi)硬度(du)(du)的(de)(de)分層(ceng)區域增(zeng)加(jia)。這(zhe)種同步送(song)粉(fen)激(ji)(ji)光直接沉(chen)積技術誘導(dao)的(de)(de)自然(ran)分層(ceng)復(fu)合材(cai)料(liao)為未來工程應用復(fu)合材(cai)料(liao)的(de)(de)設計和開發開辟了一(yi)條新的(de)(de)途徑。

4、 總結與展望

隨著我國科技創新“三步走”戰略布局和航空航天工業的發展，高溫鈦合金領域(yu)被高(gao)度重視。高(gao)性能(neng)鈦(tai)(tai)基復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)料是(shi)高(gao)溫鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)進一步發(fa)展(zhan)方向，其(qi)理論使用(yong)溫度可(ke)突破 600 ℃，可(ke)以(yi)顯(xian)著擴(kuo)大(da)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)范圍，傳統(tong)制(zhi)造方法(fa)在材(cai)(cai)料顯(xian)微組織、制(zhi)備技(ji)術(shu)及(ji)后處理等方面(mian)已經(jing)取得較多研(yan)究(jiu)成(cheng)果。隨(sui)著增(zeng)(zeng)(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)造技(ji)術(shu)在航(hang)空航(hang)天核心功能(neng)部件中的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)， 將原位(wei)生成(cheng)顆(ke)粒(li)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)鈦(tai)(tai)基復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)料與增(zeng)(zeng)(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)造技(ji)術(shu)相結(jie)合(he)(he)(he)(he)，制(zhi)備致密化(hua)水平高(gao)、耐高(gao)溫、高(gao)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)料，研(yan)究(jiu)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)體(ti)的(de)(de)(de)(de)種(zhong)類、形狀尺寸、體(ti)積分(fen)數對(dui)粉(fen)體(ti)熔化(hua)凝固特性影響規(gui)律，使鈦(tai)(tai)基中 TiB、TiC 增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)相達(da)到納米級，不(bu)僅可(ke)以(yi)提高(gao)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)硬度和強(qiang)度，而且可(ke)以(yi)提高(gao)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)延展(zhan)性。

為(wei)進一(yi)步提高增(zeng)(zeng)(zeng)材制造技術在顆粒(li)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)鈦基復合(he)材料中(zhong)的(de)(de)應(ying)(ying)用，可以(yi)(yi)從以(yi)(yi)下方面入手：研究(jiu)在增(zeng)(zeng)(zeng)材制造過程(cheng)中(zhong)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)劑(ji)的(de)(de)溶解和(he)(he)反應(ying)(ying)、增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)相析出反應(ying)(ying)及(ji)(ji)原位合(he)成機理，并不斷(duan)迭代(dai)和(he)(he)優化復合(he)粉末的(de)(de)制備工藝，完成打印適配性驗證及(ji)(ji)力(li)學性能(neng)(neng)測試(shi)，以(yi)(yi)實現增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)體(ti)與(yu)基體(ti)界面的(de)(de)結合(he)調控；可通過正交試(shi)驗和(he)(he)數值(zhi)模擬(ni)研究(jiu)調控增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)相含量，形成顆粒(li)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)劑(ji)–基體(ti)成分(fen)配比(bi)–工藝參數–微觀組(zu)織–力(li)學性能(neng)(neng)的(de)(de)關聯規(gui)律以(yi)(yi)便(bian)應(ying)(ying)用于不同性能(neng)(neng)要求的(de)(de)場合(he)，同時獲得最佳的(de)(de)綜合(he)性能(neng)(neng)。

參 考 文 獻

[1]Liu Z Y, He B, Lyu T Y, et al. A review on additive manufacturing of titanium alloys for aerospace applications: directed energy deposition and beyond Ti?6Al?4V. JOM, 2021, 73(6): 1804

[2]Blakey-Milner B, Gradl P, Snedden G, et al. Metal additive manufacturing in aerospace: a review. Mater Des, 2021, 209: 110008 Huang Z H, Qu H L, Deng C, et al. Development and application of aerial titanium and its alloys. Mater Rev, 2011, 25(1): 102

(黃(huang)張(zhang)洪, 曲恒(heng)磊, 鄧超, 等. 航空(kong)用(yong)鈦及鈦合金的發(fa)展(zhan)及應用(yong). 材料導報(bao), 2011, 25(1): 102)

[3]Liu Y Y, Chen Z Y, Jin T N, et al. Present situation and prospect of 600 ℃ high-temperature titanium alloys. Mater Rev, 2018, 32(6): 1863

(劉瑩瑩, 陳子勇(yong), 金頭男, 等. 600 ℃高溫鈦合金發展(zhan)現狀與展(zhan)望.材(cai)料導報, 2018, 32(6): 1863)

[4]Li S, Deng T S, Zhang Y H, et al. Review on the creep resistance of high-temperature titanium alloy. Trans Indian Inst Met, 2021, 74: 215

[5]Cai J M, Mi G B, Gao F, et al. Research and development of some advanced high temperature titanium alloys for aero-engine. J Mater Eng, 2016, 44(8): 1

(蔡(cai)建明, 弭光(guang)寶, 高(gao)帆(fan), 等. 航空發(fa)動機用(yong)先(xian)進高(gao)溫鈦合(he)金材料技術研究(jiu)與發(fa)展. 材料工程, 2016, 44(8): 1)

[6]Khataee A, Flower H M, West D R F. New titanium?aluminum?X alloys for aerospace applications. J Mater Eng, 1988, 10(1): 37

[7]Wang H, Zhao L, Peng Y, et al. Research progress of TiAl-based alloys fabricated by additive manufacturing. Powder Metall Technol,2022, 40(2): 110

(王虎(hu), 趙琳, 彭(peng)云, 等(deng). 增材制造TiAl基(ji)合金的研究進展(zhan). 粉末冶金技術, 2022, 40(2): 110)

[8]Cao J X, Huang X, Mi G B, et al. Research progress on application technique of Ti?V?Cr burn resistant titanium alloys. J Aeron Mater,2014, 34(4): 92

(曹京霞, 黃旭, 弭光(guang)寶, 等. Ti?V?Cr系阻燃(ran)鈦合金應用研究進展(zhan).航(hang)空材料學(xue)報, 2014, 34(4): 92)

[9]Falodun O E, Obadele B A, Oke S R, et al. Titanium-based matrix composites reinforced with particulate,microstructure,and mechanical properties using spark plasma sintering technique: a review. Int J Adv Manuf Technol, 2019, 102(5): 1689

[10]Saheb N, Iqbal Z, Khalil A, et al. Spark plasma sintering of metals and metal matrix manocomposites: a review. J Nanomater, 2012, 2012:983470

[11]Patil C S, Ansari M I, Selvan R, et al. Influence of micro B4C ceramic particles addition on mechanical and wear behavior of aerospace grade Al?Li alloy composites. Sādhanā, 2021, 46(1): 11

[12]Kuang W, Wang M M, Li J X, et al. Microstructure and mechanical properties of In-situ synthesized (TiB+La2O3)/TC4 titanium matrix composite. Mater Mech Eng, 2015, 39(2): 67

(鄺瑋(wei), 王敏(min)敏(min), 李(li)九(jiu)霄, 等(deng). 原位自生(sheng)(TiB+La2O3)/TC4鈦(tai)基(ji)復合材料(liao)的(de)顯微組織和力(li)學(xue)性能(neng). 機械工程材料(liao), 2015, 39(2): 67)

[13]Dadkhah M, Mosallanejad M H, Iuliano L, et al. A comprehensive overview on the latest progress in the additive manufacturing of metal matrix composites: potential, challenges, and feasible solutions. Acta Metall Sinica, 2021, 34(9): 1173

[14]Qi J Q. Microstructure and High-Temperature Deformation Behavior of TiC Reinforced High-Temperature Titanium Alloy Matrix Composites Produced by Melting-Casting Process [Dissertation].Harbin: Harbin Institute of Technology, 2013

(戚繼球. 熔鑄法制備TiC增強(qiang)高溫鈦合金基復合材料(liao)組(zu)織與(yu)高溫變(bian)形(xing)行為(wei)[學(xue)(xue)位論文(wen)]. 哈爾濱(bin): 哈爾濱(bin)工業大學(xue)(xue), 2013)

[15]Yamamoto T, Otsuki A, Ishihara K, et al. Synthesis of near net shape high density TiB/Ti composite. Mater Sci Eng A, 1997, A239-240:647

[16]Liu B, Liu Y, He X Y, et al. Preparation and mechanical properties of particulate-reinforced powder metallurgy titanium matrix composites.Metall Mater Trans A, 2007, 38(11): 2825

[17]Durai Murugan P, Vijayananth S, Natarajan M P, et al. A current state of metal additive manufacturing methods: A review. Mater Today,2022, 59: 1277

[18]Shakil S I, Smith N R, Yoder S P, et al. Post fabrication thermomechanical processing of additive manufactured metals: A review. J Manuf Process, 2022, 73: 757

[19]Ahn D G. Direct metal additive manufacturing processes and their sustainable applications for green technology: A review. Int J Precis Eng Manuf, 2016, 3(4): 381

[20]Pototzky P, Maier H J, Christ H J. Thermomechanical fatigue behavior of the high-temperature titanium alloy IMI 834. Metall Mater Trans A, 1998, 29(12): 2995

[21]Wang Q J, Liu J R, Yang R. High temperature titanium alloys: status and perspective. J Aeron Mater, 2014, 34(4): 1

(王清江(jiang), 劉(liu)建榮, 楊銳. 高溫鈦合金的現狀與前(qian)景. 航(hang)空材(cai)料學報,2014, 34(4): 1)

[22]Wang R Q, Ge P, Hou P, et al. Effects of solution treatment and aging temperature on microstructure and mechanical properties of IMI834 titanium alloy plate. Heat Treat Met, 2021, 46(3): 96

(王瑞琴, 葛鵬, 侯鵬, 等. 固溶和時效溫度對IMI834鈦合金板材組(zu)織和性能的(de)影(ying)響. 金屬熱處理(li), 2021, 46(3): 96)

[23]Shi P Y, Zhang Y Q, Sun F, et al. Influences of solution and aging temperature on microstructure and mechanical properties of the IM1834 alloy. Spec Cast Nonferrous Alloys, 2017, 37(9): 936

(史蒲(pu)英, 張永(yong)強, 孫峰(feng), 等(deng). 固溶時效溫度對IMI834鈦(tai)合(he)金組織和性能的影響. 特(te)種鑄造(zao)及有色合(he)金, 2017, 37(9): 936)

[24]Che J D, Jiang B B, Wang Q, et al. Effects of minor additions of elements into Ti1100 on elevated temperature oxidation- and corrosion-resistance. Rare Met Mater Eng, 2018, 47(5): 1471

(車(che)晉達, 姜貝貝, 王清, 等. 微量(liang)元素添加對Ti1100合金的高溫抗氧化及耐蝕性能影(ying)響. 稀有金屬(shu)材料與工程, 2018, 47(5): 1471)

[25]Fu Y Y, Song Y Q, Hui S X, et al. Research and application of typical aerospace titanium alloys. Chin J Rare Met, 2006, 30(6): 850

(付艷艷, 宋月(yue)清, 惠松驍(xiao), 等. 航(hang)空用(yong)鈦合金的研究與應用(yong)進(jin)展(zhan). 稀有金屬, 2006, 30(6): 850)

[26]He C Y, Zhang L J. The development and application of high temperature titanium alloy at domestic and abroad. World Nonferrous Met, 2016(1): 21

(何春艷, 張利(li)軍. 國(guo)內外高溫鈦合金的(de)發展與應(ying)用(yong). 世界有色金屬,2016(1): 21)

[27]Fu B G. Effects of Alloying Elements on Microstructures and Properties of Cast Ti-1100 Alloys [Dissertation]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2015

(付彬國. 合金元素對鑄造Ti-1100合金組織(zhi)及(ji)性(xing)能影響[學位論文].哈爾(er)濱: 哈爾(er)濱工業大學, 2015)

[28]Guo J, Yue K, Hu Z H, et al. Preparation of Ti60 high temperature titanium alloy ingot for aerospace. Iron Steel Vanadium Titanium,2021, 42(6): 138

(郭杰, 岳(yue)顆(ke), 胡釗華, 等(deng). 航(hang)空航(hang)天用Ti60高溫鈦(tai)合金鑄(zhu)錠制備工藝. 鋼鐵釩鈦(tai), 2021, 42(6): 138)

[29]Tang H F, Zhao Y Q, Hong Q, et al. Effects of rare earth elements on the structure and properties of high-temperature titanium alloy.Titanium Ind Prog, 2010, 27(1): 16

(湯海芳, 趙永慶(qing), 洪權, 等. 稀土元素(su)對高溫鈦(tai)合(he)金組織(zhi)和性能的影響. 鈦(tai)工業(ye)進展, 2010, 27(1): 16)

[30]Zhao Z B, Wang Q J, Liu J R, et al. Texture of Ti60 alloy precision bars and its effect of tensile properties. Acta Met Sin, 2015, 51(5): 561

(趙(zhao)子博, 王(wang)清江, 劉建榮, 等. Ti60合金(jin)棒材中的織構及其對(dui)拉(la)伸(shen)性能的影響(xiang). 金(jin)屬(shu)學報, 2015, 51(5): 561)

[31]Zhao L, Liu J R, Wang Q J, et al. Effect of precipitates on the high temperature creep and creep rupture properties of Ti60 alloy. Chin J Mater Res, 2009, 23(1): 1

(趙亮, 劉建榮(rong), 王(wang)清江(jiang), 等. 析(xi)出(chu)相對Ti60鈦合(he)金蠕變和(he)持久性能的影響. 材料研究(jiu)學報, 2009, 23(1): 1)

[32]Zhao H Y, Zhang M, Yu J S, et al. Research on microstructure and mechanical properties of graphene/Ti60 composites. Titanium Ind Prog, 2022, 39(2): 29

(趙會宇(yu), 張媚, 于佳石, 等. 石墨烯/Ti60復(fu)合材料組織與力(li)學性能研究(jiu). 鈦工業進展, 2022, 39(2): 29)

[33]Xie H Z, Liu G X, Peng H Y, et al. High temperature mechanical properties and influencing factors of Ti65 titanium alloy sheet. Ordn Mater Sci Eng, 2022, 45(2): 26

(謝洪志, 劉廣鑫(xin), 彭皓云, 等. Ti65鈦合金板材高溫力(li)學性能(neng)及(ji)影響(xiang)因(yin)素. 兵(bing)器材料科學與工(gong)程(cheng), 2022, 45(2): 26)

Zhao D, Fan J K, Zhang Z X, et al. Microstructure and texture variations in high temperature titanium alloy Ti65 sheets with different rolling modes and heat treatments. Materials, 2020, 13(11):2466

[35]Liu S F, Song X, Xue T, et al. Application and development of titanium alloy and titanium matrix composites in aerospace field. J Aeron Mater, 2020, 40(3): 77

(劉世鋒, 宋璽, 薛彤, 等. 鈦合(he)金及鈦基復合(he)材料(liao)在航(hang)空航(hang)天(tian)的(de)應用和發(fa)展. 航(hang)空材料(liao)學報, 2020, 40(3): 77)

[36]Nyanor P, El-Kady O, Yehia H M, et al. Effect of bimodal-sized hybrid TiC-CNT reinforcement on the mechanical properties and coefficient of thermal expansion of aluminium matrix composites. MetMater Int, 2021, 27(4): 753

[37]Hu Y B, Cong W L, Wang X L, et al. Laser deposition-additive manufacturing of TiB?Ti composites with novel three-dimensional quasi-continuous network microstructure: effects on strengthening and toughening. Composites Part B, 2018, 133: 91

[38]Zheng B W, Yuan X G, Dong F Y, et al. Effect of La2O3 content on microstructures and wear resistance of IM834 matrix composites. Foundry, 2021, 70(8): 933

(鄭博文, 袁曉光, 董福(fu)宇(yu), 等. La2O3含量對(TiC+TiB)/IMI834復合(he)材(cai)料組織及(ji)耐磨性的(de)影響(xiang). 鑄造, 2021, 70(8): 933)

[39]Qin Y X, Zhang D, Lu W J, et al. Oxidation behavior of in situ-synthesized (TiB+TiC)/Ti6242 composites. Oxid Met, 2006, 66(5):253

[40]Shen X B. Microstructure and Mechanical Properties of in situ TiB Reinforced Titanium Matrix Compositre Prepared by SPS[Dissertation]. Beijing: Beijing Institute of Technology, 2014

(神祥博. SPS制備(bei)TiB增強(qiang)Ti基復合材料(liao)的組織結構和力學性能(neng)研究[學位論文]. 北京: 北京理工大學, 2014)

[41]Attar H, B?nisch M, Calin M, et al. Comparative study of microstructures and mechanical properties of in situ Ti–TiB composites produced by selective laser melting, powder metallurgy,and casting technologies. J Mater Res, 2014, 29(17): 1941

[42]Li Y Y, Zhu F W, Qiao Z L. Study on mechanical alloying of TiB2 particulate reinforced titanium matrix composites. Appl Mech Mater,2018, 875: 41

[43]Zhang L L, Zhou Y, Liu S F, et al. Research progress in additive manufacturing and properties of die steel. China Metall, 2022, 32(3): 1

(張亮亮, 周陽(yang), 劉世鋒, 等. 模具鋼(gang)增材制造及其性能的研究進(jin)展.中(zhong)國冶(ye)金, 2022, 32(3): 1)

[44]Radhakrishnan M, Hassan M M, Long B E, et al. Microstructures and properties of Ti/TiC composites fabricated by laser-directed energy deposition. Addit Manuf, 2021, 46: 102198

[45]Attar H, L?ber L, Funk A, et al. Mechanical behavior of porous commercially pure Ti and Ti–TiB composite materials manufactured by selective laser melting. Mater Sci Eng A, 2015, 625: 350

[46]Attar H, Prashanth K G, Zhang L C, et al. Effect of powder particle shape on the properties of in situ Ti–TiB composite materials produced by selective laser melting. J Mater Sci Technol, 2015,31(10): 1001

[47]Li H L, Jia D C, Yang Z H, et al. Effect of heat treatment on microstructure evolution and mechanical properties of selective laser melted Ti–6Al–4V and TiB/Ti–6Al–4V composite: a comparativestudy. Mater Sci Eng A, 2021, 801: 140415

[48]Cai C, Radoslaw C, Zhang J L, et al. In-situ preparation and formation of TiB/Ti?6Al?4V nanocomposite via laser additive manufacturing:microstructure evolution and tribological behavior. Powder Technol,2019, 342: 73

[49]Sato Y, Tsukamoto M, Masuno S, et al. Investigation of the microstructure and surface morphology of a Ti6Al4V plate fabricated by vacuum selective laser melting. Appl Phys A, 2016, 122: 439

[50]Santos E C, Shiomi M, Osakada K, et al. Rapid manufacturing of metal components by laser forming. Int J Mach Tools Manuf, 2006,46(12): 1459

[51]Yan L, Li W, Chen X Y, et al. Simulation of cooling rate effects on Ti–48Al–2Cr–2Nb crack formation in direct laser deposition. JOM,2017, 69(3): 586

[52]Hong C, Gu D D, Dai D H, et al. Laser metal deposition of TiC/Inconel 718 composites with tailored interfacial microstructures.Opt Laser Technol, 2013, 54: 98

[53]Wang L, Cheng J, Qiao Z H, et al. Tribological behaviors of in situ TiB2 ceramic reinforced TiAl-based composites under sea water environment. Ceram Int, 2017, 43(5): 4314

[54]Ding H Y, Zhou C P, Zhang Y, et al. Corrosion resistance of Ti/TiB2multilayers in Hank's solution. Chin J Vacuum Sci Technol, 2014,34(6): 611

(丁紅(hong)燕, 周(zhou)長培, 章躍, 等. Ti/TiB2多層膜在Hank's模擬體(ti)(ti)液中耐蝕性(xing)研究. 真空科(ke)學與技術學報, 2014, 34(6): 611)

[55]Qin L Y, Men J H, Zhao S, et al. Effect of TiB content on microstructure and mechanical properties of TiB/Ti?6Al?4Vcomposites formed by selective laser melting. Chin J Lasers, 2021,48(6): 0602102

(欽 蘭 云 , 門 繼 華 , 趙 朔(shuo) , 等 . TiB2含 量(liang) 對 選(xuan) 區 激(ji) 光 熔 化TiB/Ti?6Al?4V復合材(cai)料組織及(ji)力學性能的影響. 中國(guo)激(ji)光, 2021,48(6): 0602102)

[56]Kasperovich G, Haubrich J, Gussone J, et al. Correlation between porosity and processing parameters in TiAl6V4 produced by selective laser melting. Mater Des, 2016, 105: 160

[57]Li H L, Yang Z H, Cai D L, et al. Microstructure evolution and mechanical properties of selective laser melted bulk-form titanium matrix nanocomposites with minor B4C additions. Mater Des, 2020,185: 108245

[58]Fang M H, Han Y F, Shi Z S, et al. Embedding boron into Ti powder for direct laser deposited titanium matrix composite: Microstructure evolution and the role of nano-TiB network structure. Composites Part B, 2021, 211: 108683

[59]Xiao L H, Huang S Q, Wang Y, et al. Preparation and characterization of the anti-high temperature oxidation borosilicate glass coating on TC4 titanium alloy. J Mater Eng Perform, 2022, 31(1): 534

[60]Ding C. Microstructures and Properties of Powder Metallurgy Ti600 Alloy [Dissertation]. Shenyang: Shenyang University of Technology,2019

(丁超. 粉末冶金(jin)Ti600合(he)金(jin)組織和性能的研究[學位(wei)論文]. 遼寧(ning): 沈(shen)陽(yang)工業(ye)大學, 2019)

[61]Bermingham M J, Mcdonald S D, Dargusch M S. Effect of trace lanthanum hexaboride and boron additions on microstructure, tensile properties and anisotropy of Ti?6Al?4V produced by additivemanufacturing. Mater Sci Eng A, 2018, 719: 1

[62]Feng Y Q, Feng K, Yao C W, et al. Microstructure and properties of in-situ synthesized (Ti3Al + TiB)/Ti composites by laser cladding.Mater Des, 2018, 157: 258

[63]Feng Y Q, Feng K, Yao C W, et al. Effect of LaB6 addition on the microstructure and properties of (Ti3Al + TiB)/Ti composites by laser cladding. Mater Des, 2019, 181: 107959

[64]Nartu M S K K Y, Pole M, Mantri S A, et al. Process induced multi-layered titanium-boron carbide composites via additive manufacturing. Add Manuf, 2021, 46: 102156

[65]Zhang Y Z, Wei Z M, Shi L K, et al. Characterization of laser powder deposited Ti–TiC composites and functional gradient materials. JMater Process Technol, 2008, 206(1): 438