《表2 WAAM构件不同位置的EDS分析结果》

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《丝材+电弧增材制造钛/铝异种金属反应层的研究》

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如图1所示，利用DC-CMT堆积钛合金，VP-CMT+P堆积铝合金，可以获得成形良好的钛/铝异种金属WAAM构件。在堆积第一层铝合金时，在电弧作用下，最顶层钛合金局部熔化，此时，Ti原子和Al原子发生扩散并反应，形成金属间化合物。如图4a所示，根据微观组织形貌分布，可以将WAAM构件分成I、II、III和IV 4个区域，其中I区为铝合金区，II区为过渡区，III区为钛/铝界面层，II区和III区共同组成钛/铝反应层，IV区为钛合金区。可以看出，在I区出现气孔，根据前期研究结果[15]，该气孔应为氢气孔。由于H在液态铝合金中的溶解度比其在固态铝合金中的溶解度大得多，在铝合金凝固过程中，H的溶解度急剧下降，使得液态铝合金在凝固时析出大量过饱和气体，而当所形成的气体上浮速率小于结晶速率时，便会形成气孔。如图4b所示，在II区中出现长条状相，长度约为250μm。根据表2中所示点1的EDS分析结果可知，该长条状相应为金属间化合物TiAl3。如图5a所示，II区包含长条状相和网状相，根据面扫结果（图5b～d）可知，长条状相主要由Ti和Al元素组成，网状相主要由Al和Cu元素组成。根据表2中点4和点5的EDS分析结果可知，长条状相应为TiAl3，网状相应为Al2Cu。图6为图4a中II区的TEM形貌及衍射斑点，其测试结果与EDS测试结果一致，表明II区中存在TiAl3和Al2Cu。如图4c所示，III区由连续的锯齿状或块状相组成，厚度约为10μm。根据表2中点2的EDS分析结果可知，其Ti与Al的原子比例接近1∶3，因此该相应为TiAl3。图4d表明IV区组织呈现网篮状形貌，根据组织形貌以及表2中点3的EDS分析结果，可以确定IV区为钛合金。