钛合金(Ti–6Al–4V)与不锈钢(AISI 316L)异质材料瞬态液相复合增材制造及性能调控研究

本研究创新性地采用瞬态液相连接(TLP)技术，通过铜中间层实现了激光粉末床熔融(LB-PBF)成型AISI 316L不锈钢与电子束粉末床熔融(EB-PBF)成型Ti–6Al–4V钛合金的异质材料复合制造。研究团队系统考察了890-970°C温度梯度下的界面反应机制，发现970°C处理可消除Ti-Cu金属间化合物但会形成脆性Ti-Fe相，导致剪切强度从301.6MPa降至174MPa，同时使腐蚀电阻R1提升至314.4kΩ·cm2，为航空航天异质材料连接提供了新方案。

　　

这项突破性研究展示了如何通过巧妙的瞬态液相连接(TLP)技术，在真空炉中让激光粉末床熔融(Laser Beam-Powder Bed Fusion, LB-PBF)成型的不锈钢AISI 316L与电子束粉末床熔融(Electron Beam-Powder Bed Fusion, EB-PBF)成型的钛合金Ti–6Al–4V实现"跨界联姻"。研究人员采用铜作为"月老"中间层，在890-970°C的温度舞台上导演了一场精彩的扩散反应：高温970°C时，钛铜金属间化合物在接头中心区域消失殆尽，但顽皮的钛铁脆性相却趁机捣乱，导致接头硬度上升而剪切强度"跳水"式下降。有趣的是，腐蚀性能却在这场温度博弈中逆势上扬——腐蚀电流密度(I_corr)从1.91×10^?3μA·cm^?2骤降至6.55×10^?4μA·cm²，就像给材料穿上了更耐蚀的"防护服"。这些发现为航空航天领域异种材料的"联姻"提供了重要工艺参数窗口，也让人们更深入理解了温度这个"魔术师"在材料连接中的双重作用。